МОДУЛЬ 3. Процессы протекающие в горных породах при воздействии на них человека.

Раздел 4. - Механическое воздействие на горную породу при строительстве и эксплуатации скважин.

Тема 8. - Теория упругости горных пород.

Горная порода – как упругое тело. Модель упругого тела. Основные исходные уравнения. Параметры состояния упругого тела. Уравнения состояния упругого тела. Замкнутая система уравнений, описывающая поведение упругого тела. Нелинейно-упругое тело, изотропные и анизотропные упругие среды.

Тема 9. - Механизм образования трещины при гидравлическом разрыве пласта.

Условие Христиановича при образовании трещины. Вертикальная и горизонтальная трещины. Давление, изменяющееся по линейному и параболическому закону при гидравлическом разрыве пород. Образование горизонтальных трещин, при гидравлическом разрыве пород, путем закачки в пласт фильтрующейся и нефильтрующейся жидкости. Моделирование процесса гидравлического разрыва пород.

Приложение 1

Контрольные вопросы

для подготовки к экзамену по курсу «Механика горных пород»

Приложение 2

Вопросы для написания контрольной работы

Контрольная работа носит реферативный характер. Задание освещается преподавателем на установочной лекции. Тематика заданий для выполнения контрольной работы представлена ниже. Минимально требуемый объем для освещения заданий 5 печатных страниц (шрифт 14 кегль, интервал 1.15-1.5, интервал между абзацами 0). Вопросов для реферативного освещения каждому студенту предлагается два. Отбор вариантов студент производит самостоятельно в соответствии с двумя последними цифрами номера его зачетной книжки (например: зачетная книжка имеет №…23 – значит, следует принять для реферативного освещения вопросы 1.23 и 2.23).

Раздел 1

Основные понятия механики сплошных сред

1.1 Понятие «сплошная среда». Модели сплошных сред.

1.2 Отличительные особенности горных пород как «сплошных сред».

1.3 Круг задач, изучаемых механикой горных пород.

1.4 Основные допущения и абстракции в механике горных пород.

1.5 Основные уравнения, описывающие состояние горных пород (равновесия и движения).

1.6. Силы взаимодействия в макромире твердых тел как сплошной среды. Их природа. Относительные значения различных сил взаи­модействия.

1.7. Зависимость от различных факторов сил взаимодействия, опре­деляющих существование твердого тела. Относительные значения различных сил взаимодействия.

1.8. Энергия взаимодействия между образующими твердое тело. По­нятие о потенциальной энергии взаимодействия. Влияющие факторы.

1.9. Условия вывода твердого тела из равновесного (по силам взаимо­действия) состояния. Изменение уровня потенциальной энергии взаимодействия при этом.

1.10. Поверхностная энергия твердых тел. Её особенности, определяю­щие отличительные свойства твердых тел.

1.11. Напряжения и деформации сплошной среды. Связь между ними при малой длительности нагружения.

1.12. Роль фактора времени нагружения на характер, зависимости между напряжениями и деформацией твердого тела.

1.13. Силы сопротивления твердых тел внешнему механическому воз­действию. (Природа сил. Проявление действия. Принятые оценки. Влияющие факторы. Зависимость и практическая независимость этих сил.).

1.14. Плотность твердых тел вообще и реальных твердых тел в частно­сти. (Характеристики. Влияющие факторы.).

1.15. Упругие свойства твердых тел. (Проявление. Характеристики - не менее пяти! Влияющие.факторы.).

1.16. Упругий гистерезис. (Проявление. Течение его. Природа - причи­ны.). Пластические свойства твердых тел. (Их проявление и оценка. Природа).

1.17. Уплотнение твердых тел как следствие упругопластических де­формаций. Виды механического воздействия, при которых возмож­но уплотнение твердого тела.

1.18. Реологические свойства реальных твердых тел. Реологические модели.

1.20. Релаксация напряжений и ползучесть.

1.21. Прочностные свойства твердых тел. (Их характеристики. Соотно­шения. Причинная связь. Почему одни прочности меньше других для одного и того же материала - твердого тела?)

1.22. Теоретическая и реальная прочности твердых тел. (Понятия. Фак­торы влияющие на значения их характеристик.).

1.23. Понятие о длительной прочности и её значениях относительно прочности, определяемой при малой длительности нагружения.

1.24. Твердость твердых тел. (Понятие. Природа существенного отличия её значений от значений других характеристик прочности).

1.25. Методы определения твердости твердых тел и области их примене­ния.

1.26. Твердость горных пород по Л.А.Шрейнеру и метод её определения.

1.27. Анизотропия механических свойств реальных твердых тел. (Поня­тие, Причины. Следствия).

1.28. Хрупкость и пластичность твердых тел. Влияющие на проявление этих свойств факторы.

1.29. Трансформация свойств горных пород в условиях всестороннего сжатия - условиях массива (показать отличие характеристик упру­гих, прочностных и реологических свойств горных пород в услови­ях массива от подобных характеристик, получаемых при одноосном нагружении, выявить природу отличия).

1.30. Различие между текучестью и ползучестью твердых тел. Понятие об усталости материала и её природе.

Раздел 2

Условия устойчивости и разрушения твердых тел

2.1. Первая теория прочности.

2.2. Вторая теория прочности.

2.3. Третья теория прочности.

2.4. Четвертая теория прочности.

2.5. Теория прочности Мора.

2.6. Теория прочности Кулона — Мора.

2.7. Обобщенное условие прочности Мора.

2.8. Особенности и условия хрупкого и пластичного разрушения.

2.9. Виды разрушения твердых тел (Три вида). Условия, при которых они про­исходят.

2.10. Механизм разрушения твердого тела при вдавливании в него инденторов сферической формы (Задача Герца).

2.11. Механизм разрушения твердого тела при вдавливании в него цилиндри­ческого штампа с плоским основанием.

2.12. Механизм разрушения твердого тела при вдавливании в него призматиче­ского штампа различной конфигурации.

2.13. Зависимость скорости разрушения от нагрузки (характер зависимости в различных диапазонах нагрузки, природа изменения характера зависимости).

2.14. Зависимость скорости разрушения от скорости приложения нагрузки (характер зависимости в различных диапазонах скорости приложения нагрузки, факторы, влияющие на характер зависимости, природа изменения характера за­висимости).

2.15. Абразивность (абразивная способность) и способы её оценки (понятие, факторы, обусловливающие абразивность и вынуждающие использование её косвенных оценок).

2.16. Закономерности износа разрушающих инструментов;(факторы, влияющие на интенсивность, темп износа),

2.17. Энергетика процесса разрушения. Физический и условный КПД процесса разрушения. Действительно полезные и условно полезные затраты.

2.18. Полный баланс энергии, затрачиваемой на разрушение. Оценка относи­тельных значений составляющих затрат.

2.19. Энергетические законы разрушения. Условия преимущественного исполь­зования того или иного закона.

2.20. Энергоемкость процесса разрушения. Оценка этих энергоемкостей. Меры.

2.21. Напряженное состояние осадочных горных пород. Факторы, его опреде­ляющие.

2.22. Понятия горного, пластового, порового давлений и их составляющих. Ме­ханизмы их формирования. Аномалии (аномальности) пластовых давлений.

2.23. Боковой распор. Давление разрыва горкой породы и его связь с боковым распором.

2.24. Напряженное состояние однородных и неоднородных пород в ненарушен­ном горными выработками массиве (соотношение и определение составляющих тензоров напряжений и их изменение с глубиной).

2.25. Напряженное состояние горных пород забоя и около ствольного простран­ства буровых скважин. (Иллюстрировать графиками изменения с глубиной).

2.26. Факторы, определяющие устойчивость горных пород, слагающих стенки буровых скважин (природные и технологические).

2.27. Напряжение скелета пористых горных пород. Нормальное и аномальное уплотнение глинистых пород с глубиной.

2.28. Гидроразрыв горных пород, окружающих скважину, и условия его пре­дупреждения.

2.29. Влияние касательной нагрузки на распределение напряжений при вдав­ливании инденторов.

2.30. Особенности сопротивления внедрению и механизма разрушения при динамическом вдавливанию. Относительная энергоемкость такого вдавлива­ния.

Рекомендуемая литература к курсу «Механика горных пород»

Приложение 3

Лабораторная работа

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: