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《储层地质力学》多孔粘弹性材料的力学行为及其在岩石力学中的应用

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讲座聚焦于多孔介质(如岩石)的粘弹性行为及其对弹性参数测量的影响。核心内容包括:
  1. 频率/速率依赖性

    :弹性模量随加载速率或声波频率变化——高频超声波(MHz)测得较高模量(不排水状态,流体来不及扩散),而低频测井(kHz)或静态加载测得较低模量(排水状态,流体充分扩散),二者差异源于孔隙流体的扩散速率滞后于弹性波传播速率。  
  2. 实验验证

    :通过静水压缩实验与超声波动态测量对比,显示同一岩石在相同围压下,静态模量显著低于动态模量,突显测量方法对结果的影响。  
  3. 时间相关效应

    :  
    • 蠕变

      :恒定应力下持续变形(如干燥砂岩在固定围压下持续应变),可用幂律模型(ε = ε₀ + C·tⁿ)拟合。  
    • 应力松弛

      :恒定应变下应力衰减,且模量随加载速率和围压升高而增大。  
  4. 热弹性扩展

    :温度变化引入附加应变项(Δε_therm = αΔT),需在本构方程中叠加孔隙压力和热效应(σ ∝ K(ε - αΔT - βP_p))。  

综上,岩石的粘弹性本质使其力学响应复杂化,需结合频率、时间尺度和环境因素(围压、温度、孔隙压力)综合表征。



来源:岩层书旅
多孔介质材料
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首次发布时间:2025-09-24
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