石油工程岩石力学PetroleumEngineeringRockMechanics教师：蔚宝华联系电话：010-89733911-11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1岩石的物质组成粘土矿物硅酸盐类矿物碳酸盐类矿物氧化物类矿物组成岩石的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二、岩石的组构特征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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CaCO3含量愈高，如纯灰岩、白云岩强度高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>泥质物质组成对力学性质的影响泥页岩的粘土矿物组成蒙脱石伊利石绿泥石高岭石伊蒙混层粘土矿物力学性质?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二、岩石的组构特征颗粒形状强度：粒状、柱状>片状>鳞状颗粒大小强度：粗粒不等粒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、岩石的组构特征二、岩石的组构特征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。岩石的主要胶结类型：A）基底型B）间隙型C）接触型D）溶蚀型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、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造沉积岩的构造：层理构造变质岩的构造：片理构造二、岩石的组构特征三、岩石中的结构面（软弱面）结构面就是岩石内具有一定方向性、延展性较大、厚度较小的两维面状地质界面，包括物质的异面和不连续面（如层理、断裂面等）1.结构面的成因类型2.结构面的规模与分级3.结构面特征及其对岩石性质的影响一）结构面的成因类型地质成因类型原生结构面构造结构面次生结构面力学成因类型张性结构面剪性结构面结构面的地质成因类型1.原生结构面：在岩石形成过程中形成的软弱面岩浆岩的流动构造面、冷缩形成的原生裂隙面、侵入体与围岩的接触面；沉积岩体内的层理面、不整合面；变质岩体内的片理面，以及片麻构造面等。在原生结构面中，除了原生裂隙，以及由于受构造运动和风化作用的影响，已经脱开的软弱面外，多具有一定的连结力和较高的强度。结构面的地质成因类型2.构造结构面：岩石形成后的构造运动过程中产生的各种破裂面断裂面、层间错动面构造作用形成的软弱夹层，以及构造裂隙面等这类软弱面除了已经胶合者以外，绝大部分都是脱开的规模较大的，多充填有厚度不等、类型和连续程度不同的充填物，其中大部分已泥化，或者已变成了软弱夹层