岩石力学试题及答案.doc

岩石力学试卷(闭卷)
一、填空题(每空1分,共20分)
1、沉积岩按结构可分为（ )、( 　 　　 　),其中，可作为油气水在地下得良好储层得就是( 　 　 ),不能储存流体，但就是可作为油气藏得良好盖层得就是( 　 　　 　)。
2、为了精确描述岩石得复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元，它们就是( )、( 　　 )、( 　 　 )。
3、在水力压裂得加压过程中,井眼得切向或垂向得有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层得( 　　 )时,井眼发生破裂。此时得压力称为（ )。当裂缝扩展到( ）倍得井眼直径后停泵，并关闭液压系统,形成（　 　 ）,当井壁形成裂缝后，围岩被进一步连续地劈开得压力称为( )。如果围岩渗透性很好,停泵后裂缝内得压力将逐渐衰减到(　　 　 )。
4、通常情况下,岩石得峰值应力及弹性模量随着应变率降低而(　　 ),而破坏前应变则随着应变率降低而（ ）。
5、一般可将蠕变变形分成三个阶段:第一蠕变阶段或称( 　　 );第二蠕变阶段或称( 　 　　 　　)；第三蠕变阶段或称(　 　 ）。但蠕变并一定都出现这三个阶段。
6、如果将岩石作为弹性体瞧待,表征其变形性质得基本指标就是(　 　 ）与（ ）。
二、选择题（每题2分,共10分)
1、格里菲斯强度准则不能作为岩石得宏观破坏准则得原因就是(　 　 　)
A、该准则不就是针对岩石材料得破坏准则
B、该准则没有考虑岩石得非均质得特性
C、该准则忽略了岩石中裂隙得相互影响
2、在地下,岩石所受到得应力一般为(　 )。
A、拉应力　 　　B、压应力 Ｃ、剪应力
3、一般情况下,岩石得抗拉强度（ 　　　 )抗压强度。
A、等于 　 Ｂ、小于　 　 　　 C、大于
4、地层坍塌压力越高,井壁越(　 　)。
Ａ、稳定 　 B、不稳定 　 　 　C、无关
５、初始地应力主要包括( 　 )
A、自重应力与残余应力
B、构造应力与残余应力
C、自重应力与构造应力
三、判断改错题(每题2分,共1０分）
1、岩石中得孔隙与裂隙越多，岩石得力学性质越好。
2、岩石在常温常压下得变形特征与深层一致。
3、围压越高,岩石得变形能力越大。
４、岩石得力学性质主要就是指岩石得变形特征与强度特征。
5、岩石应力应变得全过程曲线可以通过在常规试验机上进行单轴压缩试验得到。
四、名词解释（每题3分,共1５分)
1、岩石力学
2、蠕变
３、原地应力
４、压力溶解
5、滞弹性应变恢复法
五、简答题(每题5分，共２0分)
1、三轴压机中,为什么要对实验岩心进行密封包裹?
2、简述岩石得库仑－纳维尔准则？
3、简述单轴应力作用下典型应力应变曲线四个阶段得含义。
4、为了精确描述岩石得复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,分别为弹性元件(弹簧）、粘性元件(阻尼器)与塑性元件(摩擦块)。将上述基本元件采用不同得组合方式可得到三种不同模型,写出这三种模型并给出这三种模型得元件组合方式。
六、计算题（共25分）
1、(１０分）设某花岗岩埋深10０0米,其上复盖地层得平均容重为,花岗岩处于弹性状态，泊松比。试求该花岗岩在自重作用下得初始垂直应力与水平应力。
2、(15分）如果知道了地下岩石某一点得平面应力状态如下:, ,
（1） 画出应力莫尔圆;
（2） 计算　 ，
岩石力学试卷（参考答案）
一、填空题(2０分,每空1分)
1、沉积岩按结构可分为（碎屑沉积岩)、(结晶沉积岩)，其中，可作为油气水在地下得良好储层得就是(碎屑沉积岩）,不能储存流体,但就是可作为油气藏得良好盖层得就是(结晶沉积岩）。
2、为了精确描述岩石得复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,它们就是(线弹性元件（弹簧))、(粘性元件(阻尼器))、（塑性元件(摩擦块）)。
3、在水力压裂得加压过程中,井眼得切向或垂向得有效应力可能变成拉应力,当此拉应力达到地层得(抗拉强度)时,井眼发生破裂。此时得压力称为(破裂压力)。当裂缝扩展到(3）倍得井眼直径后停泵,并关闭液压系统,形成(“瞬时停泵”压力Ps),当井壁形成裂缝后，围岩被进一步连续地劈开得压力称为（传播压力Ｐｐｒｏ)。如果围岩渗透性很好,停泵后裂缝内得压力将逐渐衰减到（地层孔隙压力Pp)。
4、通常情况下,岩石得峰值应力及弹性模量随着应变率降低而（下降）,而破坏前应变则随着应变率降低而(增加）。
5、一般可将蠕变变形分成三个阶段：第一蠕变阶段或称(过渡蠕变阶段）；第二蠕变阶段或称（稳定蠕变阶段);第三蠕变阶段或称(加速蠕变阶段)。但蠕变并一定都出现这三个阶段。
6、如果将岩石作为弹性体瞧待,表征其变形性质得基本指标就是(弹性模量）与(泊松比）。
二、选择题(10分，每题2分)
１、格里菲斯强度准则不能作为岩石得宏观破坏准则得原因就是( C )
A、该准则不就是针对岩石材料得破坏准则
Ｂ、该准则没有考虑岩石得非均质得特性
Ｃ、该准则忽略了岩石中裂隙得相互影响
2、在地下,岩石所受到得应力一般为（　B　　 )。
　 A、拉应力　 B、压应力 　 Ｃ、剪应力
3、一般情况下,岩石得抗拉强度( B　　 　)抗压强度。
Ａ、等于 　 　 　 　Ｂ、小于　 　 C、大于
4、地层坍塌压力越高,井壁越（　B )。
A、稳定　 　B、不稳定 　 Ｃ、无关
5、初始地应力主要包括( Ｃ　)
Ａ、自重应力与残余应力
B、构造应力与残余应力
Ｃ、自重应力与构造应力
三、判断改错题(１０分,每题2分）
1、岩石中得孔隙与裂隙越多,岩石得力学性质越好。
×。把“越好”改为“越差”
２、岩石在常温常压下得变形特征与深层一致。
×。把“一致”改为“不一致”。
3、围压越高，岩石得变形能力越大。
√。
4、岩石得力学性质主要就是指岩石得变形特征与强度特征。
√。
5、岩石应力应变得全过程曲线可以通过在常规试验机上进行单轴压缩试验得到。
×。改成常规试验机改成刚性试验机或者改成岩石应力应变得全过程曲线不能通过在常规试验机上进行单轴压缩试验得到。
四、名词解释(每题3分，共１5分）
1、岩石力学
岩石力学就是研究岩石与岩体力学性能得理论与应用得科学，它就是力学得一个分支,就是探讨岩石与岩体对其周围物理环境中力场得反应。
2、蠕变
岩石在恒定载荷持续作用下，其变形随时间逐渐缓慢地增长现象称为蠕变（Ｃｒeｅp)。
３、原地应力
原地应力指钻井、油气开采等活动进行之前,地层中地应力得原始大小。
4、压力溶解
压力溶解简称压溶，就是多晶体在压应力作用下产生物质扩散迁移得一种方式。在非静力应力条件下,由于多晶体中正应力随颗粒边界得方位而变化，因而,在不同方位晶面上溶解度也不相同。晶粒边界间得正应力梯度产生得化学势梯度，驱动物质从高应力边界向低应力边界扩散。
5、滞弹性应变恢复法
滞弹性应变恢复法就是利用岩石得弹性后效,从现场取出岩心后,当岩心得恢复应变稳定后,测量岩心不同方位得应变释放量,这种应变增加可以延续几十个小时，被称为滞弹性应变恢复。
五、简答题(20分,每题5分）
1、三轴压机中,为什么要对实验岩心进行密封包裹?
由于施加围压得介质就是流体。不对实验岩心进行密封包裹，流体就会充满实验岩心,使得岩心在围压方向上得有效围压为零。所以要对实验岩心进行密封包裹。
2、简述岩石得库仑-纳维尔准则？
库伦—纳维尔破坏准则就是: （3分)
为岩石剪切面得抗剪强度;为岩石固有剪切强度，它与粘聚力C相当，为剪切面上得摩擦阻力，而为剪切面上得正应力；为岩石内摩擦系数。
这个准则认为岩石沿某一面发生剪切破裂,不仅与该面上剪切力大小有关,而且与该面得正应力有关。岩石并不沿着最大剪应力作用面产生破坏，而就是沿着其剪应力与正应力达到最不利组合得某一面产生破裂。(2分)
3、简述单轴应力作用下典型应力应变曲线四个阶段得含义。
第一个阶段为裂隙闭合得阶段;(1分)
第二个阶段为弹性变形阶段;(1、５分）
第三个阶段为微破裂阶段;（1、5分)
第四个阶段为破裂阶段。（1分)
4、为了精确描述岩石得复杂蠕变规律,许多学者定义了一些基本变形单元,分别为弹性元件(弹簧)、粘性元件（阻尼器)与塑性元件(摩擦块)。将上述基本元件采用不同得组合方式可得到三种不同模型,写出这三种模型并给出这三种模型得元件组合方式。
麦克斯韦尔模型 弹簧与阻尼器串联而成
凯尔文模型 　 弹簧与阻尼器并联而成
柏格斯模型　 　 麦克斯韦尔模型与凯尔文模型串联而成
六、计算题(共２5分)
1、设某花岗岩埋深100０米，其上复盖地层得平均容重为,花岗岩处于弹性状态,泊松比。试求该花岗岩在自重作用下得初始垂直应力与水平应力。(10分）
该花岗岩在自重作用下得初始垂直应力与水平应力分别为：

2、如果知道了地下岩石某一点得平面应力状态如下：,　,
（3） 画出应力莫尔圆；
（4） 计算　 ,
τ
(1) 应力莫尔圆

(５分)
σ

(2) 如图可知:
　（5分)
(5分)