Файл: Отчет по практической работе 5 По дисциплине Геомеханика нефтяных пластов и газовых залежей.docx

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ»

(РУДН)

Инженерная академия

Департамент недропользования и нефтегазового дела

Отчет по практической работе №5

По дисциплине: «Геомеханика нефтяных пластов и газовых залежей»
«Определение предела прочности горных пород на сдвиг»

Выполнил:

Васильев Дмитрий Сергеевич

ИНГбд-02-20

Принял: Есина Е.Н.


Москва, 2022

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД НА СДВИГ


Прочность на сдвиг (срез) определяют в специальных стальных матрицах (рис.1). Образец находится в условиях сдвига со сжатием. При испытаниях важно обеспечить равномерное распределение усилия пресса по сечению испытуемого образца. Испытания проводят на цилиндрических образцах.

Рисунок 1 – Схема определения прочности пород при сдвиге

№ образца
	6
А1	43,1
А2	43,8
АЗ	42,7
А4	43,6
А5	43,1
А6	26,4
А7	27,1
А8	25,9
А9	26,8
А10	26,4
A11	20,6
А12	21,3
А13	20,2
А14	21,0
А15	20,6

---

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Размеры сечения сдвига (табл. 1) и величина разрушающего усилия (табл. 2).

№ образца	Высота, см		Ширина, см
	1	2		1	2
А1	8,9	9,1		4,9	5,1
А2	8,2	9,0		4,7	5,0
А3	8,6	8,9		4,8	4,9
А4	8,7	8,8		4,9	4,8
А5	8,9	8,7		4,9	4,7
А6	8,5	8,6		4,7	4,6
А7	8,9	8,5		4,9	4,5
А8	8,7	8,4		4,6	4,4
А9	8,4	8,3		4,6	4,3
А10	8,5	8,2		4,6	4,2
А11	8,7	8,9		4,7	5,1
А12	8,9	8,8		4,9	5,0
А13	8,9	8,7		4,8	4,9
А14	9,0	8,6		4,9	4,8
А15	8,8	8,5		4,8	4,7

Таблица 1 – Размеры сечения сдвига образца

Таблица 2 – Величина усилия Р, кН

ЦЕЛЬ

Определить предел прочности образцов горных пород на сдвиг (значения силы

---

сцепления и угла внутреннего трения) и приобрести навыки статистической обработки результатов опытных работ.

РЕШЕНИЕ

1. 
   Значения нормального напряжения:
   

касательного напряжения:





где: Р - разрушающее усилие, кН; S - площадь сдвига, см², α – угол наклона плоскости сдвига к горизонту.

2. 
   Возможная относительная ошибка в определении нормального напряжения:
   

???????? = ????Р+ ???????? + ????????????????????,
касательного напряжения:

???? = ????Р+ ???????? + ????????????????????,
где: δР - относительная ошибка в определении величины разрушающего усилия; δS - относительная ошибка в определении площади сдвига образца высотой а и шириной b; δcosα и δsinα - относительные ошибки определения значений cosα и sinα.

3. 
   Относительная ошибка в определении величины разрушающего усилия:
   

????Р= ????Р₁ + 0,01????Р₂
где: P₁ - ошибка отсчета нагрузки по шкале

---

прибора:


где: С - цена деления прибора, кН (2кН); Р - величина усилия, кН, δР₂ - погрешность пресса по паспорту, % (2%).

4. 
   Относительные ошибки в определении площади сдвига образца высотой а и шириной b:
   

где: 0,01 - абсолютная ошибка при замере высоты и ширины сдвига, см; а - высота образца; b - ширина образца.

5. 
   Относительные ошибки значения δcosα (при трех знаках после запятой):
   

Относительная ошибка значения δsinα:

1. 
   Общие возможные относительные ошибки:
   

где: 0,01 - абсолютная ошибка при замере высоты и ширины сдвига, см; а - высота образца; b - ширина образца; Р - величина усилия, кН; δР₂ - погрешность пресса по паспорту, %; α - угол наклона плоскости сдвига к горизонту.

6. 
   Общие возможные абсолютные ошибки:
   
7. 
   ∆????_воз = ???????? × ????; ∆????_воз = ???????? × ????.
   

Общие вероятные абсолютные ошибки



Средние арифметические значения величин напряжений:
8. Значения средних квадратических отклонений напряжений, σ и τ:

---

9. Значения коэффициентов вариации напряжений, σ и τ:



Результаты расчетов рекомендуется представлять в табличном виде (табл.3).

Если коэффициент вариации получается больше 20%, то из расчетов (табл.3) следует исключить данные испытаний с отклонениями от среднего больше 3 и сделать перерасчет значения среднего арифметического, квадратического отклонения и коэффициента вариации.

По уточненным средним значениям σ и τ построить график зависимости касательных напряжений от нормальных – паспорт прочности горной породы (рис. 2). Из графика рис.2 определить значения величины сцепления С (МПа) и угла внутреннего трения φ. Указать уравнение для паспорта прочности:

???? = с+ ????????????????.






Рисунок 2 – Паспорт прочности горной породы:

С - сцепление, МПа; φ - угол внутреннего трения, градусы

dS	δcosα	δsinα	d????	d????	∆????воз	∆????воз	∆????вер	∆????вер
0,003111	0,000714	0,001	0,008866	0,009151	0,05944	0,061356	0,039627	0,040904
0,003225	0,000714	0,001	0,008905	0,009191	0,06546	0,06756	0,04364	0,04504
0,003211	0,000714	0,001	0,009009	0,009295	0,063813	0,065837	0,042542	0,043891
0,003205	0,000714	0,001	0,008906	0,009192	0,064108	0,066164	0,042738	0,044109
0,00322	0,000714	0,001	0,008974	0,00926	0,06416	0,066203	0,042774	0,044135
0,00332	0,001	0,000577	0,012296	0,011873	0,04078	0,068204	0,027187	0,045469
0,003277	0,001	0,000577	0,012057	0,011635	0,039945	0,066759	0,02663	0,044506
0,003392	0,001	0,000577	0,012514	0,012091	0,042092	0,070441	0,028061	0,046961
0,003445	0,001	0,000577	0,012307	0,011885	0,044333	0,074149	0,029556	0,049432
0,00347	0,001	0,000577	0,012446	0,012023	0,044765	0,074901	0,029843	0,049934
0,003177	0,001471	0,000532	0,014757	0,013818	0,02398	0,062081	0,015987	0,041387
0,00315	0,001471	0,000532	0,01441	0,013472	0,023827	0,061582	0,015884	0,041055
0,003198	0,001471	0,000532	0,01497	0,014031	0,024078	0,062394	0,016052	0,041596
0,003198	0,001471	0,000532	0,014593	0,013654	0,024401	0,063122	0,016267	0,042081
0,003261	0,001471	0,000532	0,014841	0,013902	0,025291	0,065498	0,01686	0,043666

---