Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 [ 94 ] 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

6,1.4, ТЕМПЕРАТУРНЫЕ И СКОРОСТНЫЕ ЭФФЕКТЫ

Прочность мантийных пород перидотитов, например раза в полтора выше прочности гранита.

При температурах Т > 1000° (рис. 6.3) их прочность становится чувствительной [182] к скоростям деформирования, что типично для ползучести горных масс.

Такие температурные эффекты должны быть тщательно изучены.

Относительной мерой температуры служит так называемая гомологическая температура Г / Г , где Г„ - температура плавления.

При Т / » 0.45 происходит переход к истинному сверхпластическому течению, обусловленному движениями дислокаций вдоль границ отдельных минеральных зерен.

Для Т / X 0.6 характерна стационарная ползучесть пород; она также зависит от скорости нагружения.

Некоторые типичные скорости нагружения приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1. Геологические времена нагружения [58]

Циклические процессы

Время релаксации Частота, Гц

Акустическая эмиссия Микросейсмичность, удары, малые взрывы Сейсмические волны землетрясений и мощных взрывов

Катастрофические землетрясения Осцилляции Земли

Приливы

Геодезические наблюдения

Геоморфология

Геология

<10- 10с

100 с

7 X 10 с 0.5 - 10 лет 10 - Юлет 10 - 10 лет

> КГ 10

2 X 10-10- - }0~

6.1.5. ЭФФЕКТЫ ПРИСУТСТВИЯ ВОДЫ

Согласно эффекту Ребиндера хрупкое разрушение весьма чувствительно к присутствию воды [113].

Эффект Ребиндера состоит в уменьшении энергии Гриффитса / при смачивании (раздел 1.5). В результате прочность породы зависит от водонасыщенности 9 (рис.6.4).

200 •

нр, %

т 0.0

V 0.8

А 1.0

* 1.3

• 2.5

□ 20

/у / у Р

керосин

(.00

-Oj,MPa

Рис. 6.4. Зависимость сдвиговой прочности гранита от давления обжима и присутствия жидкости; показаны значения влажности (предоставлено Р.Н. Шоком, данные пересчитаны)

Это означает, что 9 играет роль параметра ослабления, дополнительного к параметру X, т.е.к деформации или к работе деформаций, в предельном условии (1.77), см.(1.88):

Ф. ar-a{x,9)a-Y{x,9) = 9;

(6.2)

+(ЭФ, / d9)ds.

Разгрузка происходит при < 0. Условия Ф - О w. d = О соответствуют нейтральному нагружению.

В этих случаях приращения dA в определяющих законах

(6.4)

полагаются равными нулю.

Процесс упрочнения определяется условиями

= О, йФ >0, Я>0.

(6.5)

Непрерывное разрущение (пластическое деформирование) геоматериала определяется как

(6.6)

Эти определяющие уравнения можно фактически интерпретировать как коррозионнодилатансионную модель с масштабом времени, контролируемым диффузией воды [199]:

дв дв

dxi dxi

Dij{9)

(6.7)

Также можно показать, что коррозионное деформирование при активном переносе влаги может быть неустойчивым, а потому ускоряет тектонические изменения горных массивов.

Перенос влаги (6.7) имеет свое собственное характерное время. Процесс в целом может аппроксимироваться специальной моделью ползучести для дилатирующих геоматериалов с вязкостью W yoZ), зависящей от коэффициента диффузии D.

Эта вязкость намного ниже, чем истинная вязкость ползучести сплошных пород при температурах земной коры.