(1来自)地应力和现今地应力
沉积盆地中的岩层是处于三轴应力状态下的,所谓“应力状态”是指应力的大小和方向,通常采用三个法向应力来表示岩石单元的应力环境:σ1、σ2、σ3分别代表最大、中间、最小三个主应力,相应用σv、σH、σh分别代表垂向元批阶速士个衣、水平最大、水平最小主应力。按照岩石力学的规定,压应力为正,拉张力为负,剪切应力一般不做限定。
现今地应力是相对古应力而言的,是指地层目前的应力状态。古应力是地质历史时期中某时间的应力状态(包括岩石变形时的应力)。目前地应力一般是岩层在地质历史中经过多期变形、破裂后(应力集中、释放过程)到目前还“剩余”的应力。由于现今构造还在不断活动,严格来讲,现今地应力随着时间是在不断“变化”的“场”,在大部分沉积盆地中,相当一段时间内(按人类活动时间作参照系),由于变化速度小,我们认为其是相对“稳定”的。
(2)有效应力
盆地中任何360问答一个孔隙性岩石,其外在负荷总是被岩石骨架和孔隙流体所“承受”(Gretener,1979讲座)。因此,有效应力是指沉积岩石骨架所“承受”地应力。流体所“承受”的力为地层压力战备印促边径从早天同为。
Terzaghi于(1923)(引自石油工程丛书,地层压力评价)提出了著名的有效应力公式:
S=σ+Pb(1-1)
式中:S——周解尽岩石所“承受”地应力,MPa;σ——岩石骨架有效应且境止乎甚着是蒸先责讲力,MPa;Pb——岩石孔隙流体压力,MPa。
由于岩石骨架的胶结作用和颗粒间的支撑作用,使得孔海顾立来毛隙流体不必“完全承担”其应受的那部分力(Handin,1963)。因此,上式可以修正为:
S=σ+aPb(1-2)
其中:a——修正系数(也称孔隙弹性系数)。
有效应力也是矢量,有大小和方几即处站参向。长期实践证明,上述公式即使对于孔隙度小于1%希太的结晶岩石也是适用的(Gretener,1979讲农在按座)。文中如果不特别注明,所涉及的应力均指有效应力。
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