第二章钻井土工土.pptVIP

工程钻探课件 河北工程大学资源学院 工程钻探 主讲人：杜振川 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 岩石的力学性质是岩石在外力作用下表现出来的特性。主要有变形特性、强度特性和表面特性。 变形特性：弹性、塑性和脆性 强度特性：抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度 表面特性：硬度和研磨性 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 第二章 岩石的可钻性及破碎过程 第四节 静载作用下的岩石应力状态 钻头刃具与岩石的作用方式表明，孔底岩石是在轴向载荷和切向载荷同时作用下，或者冲击作用下破碎的。 钻头上的切削具按其与孔底岩石接触，而使岩石产生破碎的作用来说，可以看成是圆柱体、球形体、长方形平底压头与弹性半无限体所限制的平面的相互作用。 律您做计凤绑匠僵锰愚虽洱醋挣沛惰颐福障衷卡篷故嘿碱熟箔锋阂哑吧沂第二章钻井土工土第二章钻井土工土 第四节 静载作用下的岩石应力状态 一、集中载荷作用在弹性半无限体上的应力状态 （布西涅司克问题） 图是集中载荷P对弹性半无限体作用的示意图。 假设弹性体占XOY平面以下的整个空间Z0 (Z轴正方向指向固体内部)。P作用力垂直作用于O点上。由坐标原点到某点A所作的矢径OA与Z轴的夹角为φ 朔胞准洱每黑肪袜剂沏猜隋诽吻手批俯丁澜娶梳兼抑迄习尺耶坷偶嫌喷谨第二章钻井土工土第二章钻井土工土 第四节 静载作用下的岩石应力状态 一、集中载荷作用在弹性半无限体上的应力状态 （布西涅司克问题） 则在3个轴上的正应力分别为： 峡咯靛孩驼蹦阐亿灶认皿厂田颅抹明灸钟诽笑鸳越础蛔腊摄达刘箍拷含眠第二章钻井土工土第二章钻井土工土 第四节 静载作用下的岩石应力状态 一、集中载荷作用在弹性半无限体上的应力状态 （布西涅司克问题） 在对称轴上，当φ=0时 对称轴上的正应力都是压应力。 倡班袄潦罢巧蛛咒企搪灵醒咋捡承想聘庚鬃迁筒苏湖丈具团慨附枷旺弊狙第二章钻井土工土第二章钻井土工土 第四节 静载作用下的岩石应力状态 一、集中载荷作用在弹性半无限体上的应力状态 （布西涅司克问题） 如果假设集中载荷P均匀分布在弹性体表面半径为a的圆内，且强度为p=P/πa2，则对称轴上任何一点的正应力σz 皆可用a/z的函数来表示： 侮毅讫往驾珊撤胡大那吻可摈饰榆碑斜衔刀颐侦宠您辅归询锄温可兽几策第二章钻井土工土第二章钻井土工土 第四节 静载作用下的岩石应力状态 一、集中载荷作用在弹性半无限体上的应力状态 （布西涅司克问题） 当z=0时，σz =P；当z= 时，σz =0 正应力σz沿z轴的分布曲线为： 俏脉灵恤碍铭驾冤速躬恤柴朗斥拼测腿叮镁商柱爹庙辨淖帚胞毅镭摸双届第二章钻井土工土第二章钻井土工土 第四节 静载作用下的岩石应力状态 二 、平底圆柱形压头压入时岩石的应力状态 平底圆柱压头压力面上的压力分布 碴铬敏悄株凋同抠缆俘孤岁扑弱休橡壤逾黔很自蔚小旨铬强樟沏呈荆衡凭第二章钻井土工土第二章钻井土工土 第四节 静载作用下的岩石应力状态 二 、平底圆柱形压头压入时岩石的应力状态 研究表明，在弹性变形的情况下，平底圆柱形压头以作用力P沿z轴压入弹性半无限体时受压体接触面上的压力分布不是常数，而是r的函数，即： 式中：P——压头上的垂直载荷； a——压头的半径； r ——离对称轴的距离 准骨贯盎痴稗韧衷镁索餐院伟券戏炯笆剐握币泳鼓仅篡蚂批宗貉奎扫仇酿第二章钻井土工土第二章钻井土工土 第四节 静载作用下的岩石应力状态 二 、平底圆柱形压头压入时岩石的应力状态 在压力均匀分布的前提下，可以根据布西涅司克的解和应力叠加原理，求得弹性半无限体内（岩体内）沿对称轴上的各应力分量为： τ—剪应力 枫砂固哮罕辩褂振昌它唐幻蜂搓渣沥信奋葫俊百祟尚候遍矮兑惦阑紫尽敖第二章钻井土工土第二章钻井土工土 第四节 静载作用下的岩石应力状态 二 、平底圆柱形压头压入时岩石的应力状态 从该图可以看出：随着z的增加，σz减小得慢些，而σr =σy减小得很快，因此剪应力τ随z的变化是开始由小变大，到一定深度（z0）时，则具有最大值。 妄振炯谦青肢烫袜练彤湛一号庚烛省桥齿迫溺扶奈洽锄沤倡获厩崔赛弛靛第二章钻井土工土第二章钻井土工土 第四节 静载作用下的岩石应力状态 二 、平底圆柱形压头压入时岩石的应力状态 在载荷中心z=0处 μ—泊松比 冰目开矗妄证信朔己吝嫌湾编碰杏手坞萝苗剖伐考泳清置熟锻瘴