切换到宽版
  • 6691阅读
  • 12回复

[术语辨析]有效应力的三个发展阶段 [复制链接]

上一主题 下一主题
离线cllipe
 
发帖
8536
财富
59570
威望
510
交易币
0
只看楼主 倒序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2008-12-10 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
— 本帖被 cllipe 执行提前操作(2019-03-20) —
●李传亮

有效应力是多孔介质力学的一个基本概念,它经历了三个发展阶段。

1、Terzaghi有效应力阶段

1923年,K.Terzaghi针对疏松的土介质提出了第一个有效应力,即介质外应力与内应力的简单差值:

后人也把上式定义的有效应力称之为Terzaghi有效应力。由于Terzaghi第一次提出了有效应力的概念,人们也把有效应力定律称之为Terzaghi定律。

2、Biot有效应力阶段

Terzaghi有效应力适用于疏松的土介质,但并不适用于致密的岩石。针对致密的岩石,1941年M.A.Biot对Terzaghi有效应力进行了修正,Biot公式为:

上式计算的有效应力被称作Biot有效应力,Biot公式中的α为经验常数,它没有确切的物理意义,一般通过实验进行测量,但由于受实验条件的限制,实验测量结果相差较大,一般在0-1之间变化,错误时也会测量出大于1或小于0的实验结果。大于1,表示介质会自动膨胀;小于0,表示介质会自动收缩。

3、双重有效应力阶段

1999年,笔者提出多孔介质存在两种基本的变形机制:本体变形和结构变形。与此相对应,多孔介质也存在两个有效应力:本体有效应力和结构有效压力,合称为双重有效应力,计算公式为:

本体有效应力决定介质的本体变形,结构有效应力决定介质的结构变形。

至此,多孔介质的有效应力概念,在经历了三个发展阶段之后基本上完善了起来。

然而,有效应力概念一直被误用,人们至今仍然使用Terzaghi有效应力,并且使用Terzaghi有效应力的代名词:有效上覆压力和净围压。不论是有效上覆压力,还是净围压,都是岩石所受外压与内压的简单差值,人们使用该差值试图表示岩石受到的有效应力,实际上并未做到。外压与内压的差值,是岩石受到的有效应力吗?差值越大,是否表明岩石受到的有效应力就越大?这是必须要回答的问题,否则,外压与内压的差值就失去了意义。

两位百岁老人的年龄之差为0,这表明两位老人都很年轻吗?显然不是。两位小学生的年龄相差5岁,这表明两位小学生都很老吗?显然也不是。当岩心的内外压均为100MPa时,内外压差为0,这表示岩石不受压吗?显然不是。当岩石的外压为5MPa、内压为0时,外压与内压的差值为5MPa,这表示岩石受到的有效应力很大吗?显然也不是。人们不应该继续误用多孔介质的有效应力概念了。
附件: 有效应力概念的误用-李传亮.pdf (352 K) 下载次数:5 ,你所在用户组没有附件下载权限 VIP会员免积分下载
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
++学习感受科学美++        ++教育传播科学美++        ++科研发现科学美++
离线phenomenon
发帖
70
财富
378
威望
5
交易币
0
只看该作者 1楼 发表于: 2008-12-11 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
李老师你好,拜读了您的文章《有效应力概念的误用》,文章中说,本体有效应力决定了岩石的本体变形,结构有效应力决定了岩石的结构变形(包括破坏),是否是说地层岩石得破坏主要由结构有效应力起作用?两种有效应力是如何在岩体上起作用的?另外,结构有效应力计算中用到的φc是触点孔隙度,具体是如何定义的?谢谢!

楼主留言:

岩石的破坏属于结构变形,由结构有效应力决定。岩石的总变形量由结构变形量和本体变形组成,结构变形量由结构有效应力确定,本体变形量由本体有效应力确定。像致密介质岩石,则以本体变形为主,可不考虑结构变形。触点孔隙度=1-胶结程度,可参阅《油藏工程原理》或其他相关论文。

离线hujk007
发帖
867
财富
92
威望
4
交易币
0
只看该作者 2楼 发表于: 2010-02-07 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
拜读 老师新春愉快!

楼主留言:

也祝你春节快乐,^_^

世界上1%的人是吃小亏而占大便宜,而99%的人是占小便宜吃大亏。大多数成功人士都源于那1%。
离线苦雨孤鸿
发帖
47
财富
3
威望
0
交易币
0
只看该作者 3楼 发表于: 2010-09-08 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
李老师,怎么理解 “粒间应力决定了土的强度和土的体积应变量”
    固体力学里把强度定义为, 材料抵抗变形的能力 ,感觉在这里,这个强度是材料的固有属性,而与外界条件无关,即外力。
    不知道多孔介质的强度是个什么概念,他为什么和颗粒接触应力有关? 请老师解惑!

楼主留言:

土壤或岩石的颗粒之间是靠胶结物连接在一起的,其连接程度和强度都很弱,弱于颗粒自身的力学强度,因此土壤或岩石的破裂是以颗粒之间的错位开始的,颗粒之间是否断裂取决于粒间接触应力的大小,与颗粒内部的应力大小无关。

离线苦雨孤鸿
发帖
47
财富
3
威望
0
交易币
0
只看该作者 4楼 发表于: 2010-09-09 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
懂了,多谢,李老师!
离线苦雨孤鸿
发帖
47
财富
3
威望
0
交易币
0
只看该作者 5楼 发表于: 2010-09-09 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
还有一个问题,在您的博士论文里,当φ→0时,即为固体时,本体有效应力和结构有效应力是相等的,且等于总应力;
那么就有一个问题,因为您说本体应力仅决定体积变形,而结构应力决定结构变形;并且这两个有效应力是相等的;
  而在固体力学里,体积变形是由球应力张量决定的,而结构变形是由偏应力张量决定的,且球应力与偏应力之和为总应力;
  不知道这两个理论怎么统一? 个人看法。

楼主留言:

多孔介质中的总应力与固体力学中的总应力不同,多孔介质的总应力为正应力,而固体力学中的总应力包括了剪应力分量。

离线苦雨孤鸿
发帖
47
财富
3
威望
0
交易币
0
只看该作者 6楼 发表于: 2010-09-09 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
即便是固体力学里的主应力状态,您定义的双重有效应力也不能统一啊!
  个人感觉,双重有效应力的定义在方法上与固体力学还是不同的,因此不能统一。

楼主留言:

只能统一正应力,由于流体不能抗剪切,所以剪应力没有有效应力的概念。

离线saintdiego
发帖
345
财富
34
威望
4
交易币
0
只看该作者 7楼 发表于: 2010-10-31 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
今日我有幸参加了一个专家讲座,他讲到了储层压力敏感性的东西,当时谈到启动压力的时候,我立刻想到了李老师说启动压力其实不存在的理论,这个专家讲完这段后也说到了,说目前有几个学者说启动压力不存在,我说是西南石油的李传亮教授吧,他说是。这个专家人挺好的,他课件穿插了很多生活方面的感悟和故事,专业研究的够深,感觉人格也很高大,后来他专门说了一下李老师的事,说中国当代已经失去学术自由的氛围,李传亮教授与人争论在刊物上指名道姓,其实没错,作为学人都很正常,都能理解,正常的学术研究应该是这样的,但是当代中国就不行了,有的人就认为是别有用心人身攻击。还说你的文章发表的期刊档次不够,所以影响太有限。最后他说李传亮教授的治学精神大家要学习,但是做事方式不要学,因为这是中国。。。。。。。。
一声叹息。。。。。

楼主留言:

冤枉啊,都是别人先质疑我,我才回应的,我一般不主动攻击别人的,^_^

人生有穷达 知命而无忧
离线爱不释手
发帖
10
财富
23
威望
0
交易币
0
只看该作者 8楼 发表于: 2011-02-23 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
李老师你好,我是一名在读研究生,现在就在研究:低渗透油藏考虑启动压力梯度和应力敏感的渗流模型,按照您的推论,启动压力不存在,低渗透油藏不存在强的应力敏感,那我这个课题就没有意义了!然而现在是油田上有一个项目,是关于低渗透油藏间歇采油合理工作制度的,要研究低渗透油藏的渗流理论,必须做一些前期的理论研究工作,我如果不从启动压力和应力力敏感着手,应该从那方面研究低渗透油藏呢?希望老师指导!谢谢老师!

楼主留言:

应力敏感和启动压力梯度都可以研究,但要从否定的角度去研究。间歇采油与应力敏感和启动压力梯度没有关系,主要与能量补充速度和压力恢复水平有关。

离线爱不释手
发帖
10
财富
23
威望
0
交易币
0
只看该作者 9楼 发表于: 2011-02-25 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
回 8楼(爱不释手) 的帖子
谢谢老师,我明白老师的意思。目前我想做的是将流体在低渗透储层中的流动和在井筒中的流动结合起来,用整体的思路去研究低渗透间歇采油的合理工作制度!因为低渗透必然会影响井下供液量,或者说影响能量补充,也会影响压力恢复水平!如果不从启动压力梯度和应力敏感着手,那么就可以不研究地层中的流动,直接监测地下供液量,和压力恢复液面,给出合理的间开生产时间就可以了,是这样吗!李老师

楼主留言:

就是这个思路,把这个做好就行了,千万别去折腾那些没有意义的东西,^_^


网站事务咨询:QQ:1392013 | 26189883
阿果石油网为免费个人网站,为石油人提供免费的在线即时技术交流场所,拒绝任何人以任何形式在本论坛发表与中华人民共和国法律相抵触的言论和行为!
如有言论或会员共享的资料涉及到您的权益,请立即通知网站管理员,本站将在第一时间给予配合处理,谢谢!