岩石物理学8(岩石的其它特性)ppt讲解.ppt

2017-1-26 地球物理与石油资源学院 1《岩石物理学》授课人:黄文新地球物理与石油资源学院长江大学联系方式: E-mail : ******@yangtzeu. nmrwxh@ tel : 8060418(o) ********** 2017-1-26 地球物理与石油资源学院 2《岩石物理学》第1章岩石第2章岩石孔隙度和渗透率第3章岩石中波的传播与衰减第4章岩石的弹性第5章岩石的变形第6章岩石的断裂第7章岩石的强度第8章岩石的其它特性 2017-1-26 地球物理与石油资源学院 3 第8章岩石的其它特性 岩石的磁性 岩石的热学性质 岩石的电学性质《岩石物理学》 2017-1-26 地球物理与石油资源学院 4 第8章岩石的其它特性地球表面任何一点的静态磁场由两部分组成:第一,地球本身仿佛一块巨大的磁铁,它在整个地球表面产生了全球性的磁场,第二岩石具有的磁性也是地球磁场的另一组成部分,岩石磁性包含了由全球性磁场感应而生的岩石磁性(称为岩石的感应磁化强度 M i)和冻结在岩石中的磁性(称为岩石的剩余磁化强度 M t)两个部分。本节岩石磁性的介绍以岩石的剩余磁化强度为重点。岩石的剩余磁化强度是岩石对于磁性的一种记忆,它与岩石中含铁的矿物成分关系很大;因此,岩石磁性的研究可以用于寻找铁矿。 岩石的磁性 2017-1-26 地球物理与石油资源学院 5 岩石的磁性 矿物的磁性 2017-1-26 地球物理与石油资源学院 6 完整岩石的强度 岩石强度实验从表 ,岩石的抗压强度远比抗拉强度大,少则大十几倍,,而且即使是同一类岩石,例如石灰岩在不同地方其强度也会差 10倍之多。因此,在研究岩石强度问题时,对具体的某类岩石进行强度的实验室测定是十分置要的。 2017-1-26 地球物理与石油资源学院 7 完整岩石的强度 岩石强度实验岩石固有强度包括:抗压强度,抗拉强度和抗张强度,因此人们对岩石固有强度做了大量研究。 Coates 和Denco (1980 )在 Deere 和Miller (1963 )实验基础上拟合出了有关岩石抗压强度的关系式,具体表示如下: ?? EVV c cl cl 008 .0)1( 0026 .0 0???12 12????? GcuR GCUR GTR clV min max min GR GR GR GR GR ????(7-1) E— Young ’ s modulus 2017-1-26 地球物理与石油资源学院 8 完整岩石的强度 岩石强度实验 Griffth 破裂准则: )( 24 )()()( 0 222 r rrTσσσσσσσσσ??????????????式中: T 0——抗拉强度。 Griffth 破裂准则的数字意义是:如果三个应力中有两个为零,在这个临界条件下,第三个应力一定等于单轴抗压强度 C0。并且: C 0 =12T 0 2017-1-26 地球物理与石油资源学院 9 完整岩石的强度 强度与围压的关系对于完整岩石来说,破裂是其发生破坏的主要形式。一旦岩石承受的压力σ 1 超过其强度岩石就发生破裂。图7-2 岩石破裂准则图7-2 表示了岩石破裂的两个准则, 库仑准则: (1)正应力、剪切应力坐标系| τ| = S 0 + μσ(7—2) S 0-内聚力, μ-内摩擦系数(2)主应力坐标系σ 1=C 0 + q σ 3 (7 —3) C 0 –单轴抗压强度, q-围压对岩石强度的影响系数(3)参数间的关系 C 0 =2S 0[(μ 2+1) 1/2+μ] (7 —4) q =[( μ 2+1) 1/2+μ] 2 (7 —5) μ≈ - ;q=3-5, 因此,围压σ 3的增加大大提高了破裂强度σ 1 2017-1-26 地球物理与石油资源学院 10 完整岩石的强度 强度与温度的关系图7-3 500MPa 围压下岩石强度随温度的变化图7-3 给出了岩石强度与温度的关系,岩石强度随温度升高而下降,多数岩石当温度升高至400 度,强度下降越 1倍,同时,强度-温度关系强烈地依赖与岩石的种类。(1)岩石强度随温度升高而下降的主要原因是: 在较高温度下,岩石在存在围压情况下容易发生脆性-延性转变,例如,在小于 1GPa 的围压下,随温度升高,大多数岩石,包括火成岩、变质岩和部分沉积岩等都会出现脆性-延性转变, 从而导致岩