岩石力学讲义(岩石的物理性质).pdf

石油工程岩石力学 Petroleum Engineering Rock Mechanics 教 师：蔚宝华 联系电话：01011 电子邮箱：yubaohua73@126.com 课程回顾 一个意义：为什么学习岩石力学？ 两个定义 岩石力学的定义 岩石的定义 一个特点：岩石力学研究对象的特点 一个方法：研究岩石力学的方法 本次课的课程提纲 一、岩石的组构特征 二、岩石中的结构面（软弱面） 三、岩石的四个性质 四、岩石的物理 五、岩石的水理性能 二、岩石的组构特征 1 岩石的物质组成 硅酸盐类矿物 粘土矿物 组成岩石的矿物 碳酸盐类矿物 氧化物类矿物 组成岩石的矿物成分及其相对含量在一定程度上 决定着岩石的力学性质 物质组成对力学性质的影响 一般硅酸盐矿物有石英、长石、角闪石、辉 石、橄榄石（粒状）及云母和粘土矿物（片 状）等 含硬度大的粒状矿物愈多，岩石强度高－花 岗岩、闪长岩、玄武岩 含硬度小的片状矿物愈多，岩石强度愈低－ 粘土岩、泥岩 物质组成对力学性质的影响 碳酸盐类矿物主要包括石灰岩和白云岩类， 岩石的物理力学性质取决于岩石中的CaCO3 及酸不溶物的含量 CaCO 含量愈高，如纯灰岩、白云岩强度高 3 泥质含量高的，如泥质灰岩、泥灰岩等力学 性质差 物质组成对力学性质的影响 碎屑岩的力学性质与胶结物成分的关系： 强度上：硅质铁质钙质泥质 泥页岩的粘土矿物组成 蒙脱石 伊利石 粘土矿物 力学性质 绿泥石 高岭石 伊蒙混层 • 蒙脱石含量高→软，易变形，易水化 • 伊利石含量高→硬脆，不易变形，不易水化 二、岩石的组构特征 2 岩石的结构 岩石的结构：岩石内矿物颗粒的大小、形状、排 列方式及微结构面发育情况与粒间连结方式等反映 在岩块构成上的特征。其中，粒间连结分结晶连结 与胶结连结 颗粒大小 强度： 粗粒细粒 颗粒形状 强度： 粒状、柱状片状鳞状 排列形式 强度： 等粒不等粒 二、岩石的组构特征 2 岩石的结构 微结构面：指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒间 的软弱面或缺陷，包括矿物解理、晶格缺陷、粒间 空隙、微裂隙、微层理及片理面、片麻理面等 ① 降低岩石强度 ② 导致岩石力学性质各向异性 二、岩石的组构特征 2 岩石的结构 结晶连结：矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起， 它是通过共用原子或离子使不同晶粒紧密接触－ 岩浆岩、变质岩、沉积岩中的碳酸岩 胶结连结：矿物颗粒通过胶结物连结在一起－ 碎屑岩 二、岩石的组构特征 岩石的主要胶结类型： 基底型：彼此不发生接触的矿物颗粒埋在玻璃体重，这 种情况下胶结程度很高，岩石强度与胶结物有关 接触型：仅仅在颗粒的接触点存在胶结物，这种胶结程 度低，岩石强度也不大 间隙型：矿物颗粒彼此直接接触，而颗粒的孔隙被胶结 物充填 溶蚀型：胶结物不仅充填在矿物颗粒之间，而且进入到 矿物颗粒本身中，胶结强度很高。 A ）基底型 B）间隙型 C）接触型 D）溶蚀型 二、岩石的组构特征 3 岩石的构造 岩石的构造：岩石的构造是指岩石组成成分在空 间上相互排列及所占的位置。 岩浆岩的构造：块状构造