下载文档原格式
岩石力学定义：岩石力学是研究岩石的力学性状的一门理论和应用的科学，它是力学的一个分支，是探讨岩石对周围物理环境中力场的反应。
应力：应力指物体在所受面力作用下内部产生的内力的集度。
正应力：应力在其作用截面的法线方向的分量。
剪应力：应力在其作用截面的切线方向的分量。
体力：分布在物体体积内的力。
面力：分布在物体表面上的力。
内力：物体本身不同部分之间相互作用的力。
正面：外法线沿着坐标轴的正方向的截面。
正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正，反之为负。
负面：外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。
负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正，反之为负。
主平面：单元体剪应力等于零的截面。
主应力：主平面上的正应力。
强度（峰值强度）：在一定条件下，岩石发生破坏时单位面积所能承受的最大载荷。
残余强度：岩石完全破坏后所能承受的一个较小的应力值。
应变软化：指岩石达到峰值强度以后继续变形，其强度随变形量增加而降低/减少的特性。
塑性变形：岩石失去承载能力以前所承受的永久的变形。
屈服：有些材料在开始出现塑性变形之后，常在应力不变或应力增加很小的情况下继续产生变形，这种现象称为屈服。
屈服点：岩石从弹性转变为塑性的转折点有效应力：一般意义，是指对多孔渗水材料总的力学特征起主导作用的应力。
有效应力是外加或总应力和孔隙压力的函数。
切线杨氏模量：应力－应变曲线上某一确定点的斜率，一般取50%峰值强度点的斜率。
平均杨氏模量：应力－应变曲线上近似直线部分的斜率平均值割线杨氏模量：坐标原点与某一定点连线的斜率扩容：岩石在塑性阶段的体积膨胀称为扩容现象，它主要由于变形引起裂隙发展和张开而造成的岩石：岩石是组成地壳的基本物质，它由各种岩矿或岩屑在地质作用下按一定规律通过结晶联结成或借助于胶结物粘结组合而成。
岩体：是指天然埋藏条件下大范围分布的，由结构面和结构体组成的地质体。
岩石结构面的产状：即结构面在空间的产生状态和方位，用结构面上倾斜度最大的倾斜线与水平面成的夹角，以及对应倾向线的方位（从真北方向顺时针测得）来描述结构面的间距：一组结构面在法线方向上两相邻面的距离。
岩石力学实验报告岩石力学实验报告引言岩石力学实验是研究岩石的物理力学性质和力学行为的重要手段。
通过实验可以探索岩石的力学特性，为工程建设和地质灾害防治提供依据。
本文将介绍一次岩石力学实验的过程和结果，以及对实验结果的分析和讨论。
实验目的本次实验的目的是研究不同岩石样本在不同加载条件下的力学特性，包括强度、变形和破裂行为。
通过实验结果，可以了解岩石在实际工程中的承载能力和稳定性，为工程设计和施工提供参考。
实验方法1. 样本准备：从现场采集不同类型的岩石样本，经过加工和处理后制备成标准试样，确保试样的尺寸和质量符合实验要求。
2. 强度试验：将试样放置在强度试验机上，施加逐渐增加的加载，记录试样的应力-应变曲线。
通过分析曲线，可以确定试样的弹性模量、屈服强度和抗拉强度等力学参数。
3. 变形试验：在加载过程中，观察试样的变形情况，包括弹性变形和塑性变形。
通过测量试样的应变和变形量，可以计算出试样的变形模量和变形能力等指标。
4. 破裂试验：在试样达到极限承载能力时，观察试样的破裂形态和破裂面的特征。
通过分析破裂面的形貌和结构，可以了解试样的破裂机制和破裂韧性。
实验结果与分析1. 强度试验结果：不同类型的岩石样本在强度试验中表现出不同的力学特性。
例如，花岗岩样本的强度较高，具有较高的抗压和抗拉强度；而砂岩样本的强度较低，容易发生破裂。
通过对不同样本的应力-应变曲线进行比较分析，可以得出不同岩石类型的强度参数，为岩石工程设计提供依据。
2. 变形试验结果：在加载过程中，不同岩石样本表现出不同的变形特性。
弹性模量较高的岩石样本具有较小的弹性变形，而塑性变形较大的岩石样本具有较低的弹性模量。
通过测量试样的应变和变形量，可以计算出岩石的变形模量和变形能力，为岩石的变形预测和变形控制提供参考。
3. 破裂试验结果：不同岩石样本的破裂形态和破裂面特征各异。
有些岩石样本呈现出韧性破裂，破裂面较为平滑；而有些岩石样本呈现出脆性破裂，破裂面较为粗糙。
岩石力学岩石的物理性质 一、 岩石的分类火成岩：侵入岩和喷出岩。
沉积岩：砂岩（95%的油气储量）、页岩（待开采，如页岩气、煤层气）、石灰岩。
变质岩：不含油气。
二、 岩石的强度主要取决于：组成其矿物的强度、连接结构形式、岩石的结构和整体构造、胶结物的成分和胶结方式 三、岩石的物理性质孔隙度、渗透率、可压缩性、导电性、传热性的总称。
1、 孔隙度：绝对孔隙度：φ = V 孔/V 岩总 孔隙度越高，岩石的力学性质越差。
有效孔隙度： φ有效 =V 连通/V 孔总。
2、 渗透性：在一定压力作用下，孔隙具有让流体（油、气、水）通过的性质。
其大小用渗透率来描述，反映了流体在岩石孔隙中流动的阻力的大小。
达西定律：A LhK Q ∆=φ...K Φ——反应岩石性质系数 含义：以粘度为1厘泊的流体完全饱和于岩石孔隙中，在1个大气压差的作用下，以层流的方式用过截面积为1cm 2,长度为1cm 的岩样时，其流量为1cm 3/s 。
则渗透率为1达西（D ）。
3、 岩石中的油、气、水饱和度。
…4、 岩石的粒度组成和比表面积：粒度组成的分析方法：筛分析法和沉降法。
通过粒度得孔隙度。
比表面积：单位体积岩石内颗粒的总表面积。
通过粒度组成估算比面。
孔隙度、粒度、比表三者之二求一岩石的力学性质岩石的类型、组成成分、结构构造、围压、温度、应变率、载荷等对其力学性质都有影响 一、 岩石变形性质的基本概念1、 弹性：… 基本弹性参数E 、υ。
2、 塑性3、 黏性：物体受力后，变形不能在瞬时完成，且应变率随应力的增加而增加的性质。
4、 脆性：受力后变形很小就发生破裂的性质。
（ε>5%就发生破裂的称为塑性材料,小于的称脆性材料）5、 延性：发生较大塑性变形，但不丧失其承载能力的性质。
岩石在常温，常压下，并不是理想的弹性或塑性材料，而是几种的复合体，如塑弹性、塑弹塑、弹塑蠕。
其本构关系略。
6、常温常压下岩石的典型应力-应变曲线：（重点）OA---塑性，应力增加快，但应变增加不多。
岩石力学及其在工程中的应用岩石力学是应用力学的一个分支，研究岩石的力学性质及其变形和破坏机理。
在工程中，岩石力学的应用主要表现在以下两个方面：一是岩石固体结构的稳定性问题；二是岩石开挖、钻孔和支护技术的设计和施工问题。
岩石固体结构的稳定性问题在基础工程中，岩石固体结构的稳定性是一个非常重要的问题。
对于岩石的稳定性分析，需要考虑岩体的力学性质、岩体中的裂缝分布及其性质、岩体中水文地质条件等因素。
岩体的力学性质包括岩石的强度、韧性、刚度等。
强度是指岩石能够承受的应力大小，韧性是指岩石的抗拉性能，刚度是指岩石的变形特性。
针对不同的应用背景，需要分析不同的岩石性质。
比如，在大坝建设中，需要考虑岩体的强度和韧性；在隧道施工中，需要考虑岩体的刚度和变形能力。
岩体中的裂缝分布及其性质也会对岩体的稳定性产生影响。
裂缝是指岩石体中自然形成的或人工产生的细小的裂隙。
裂缝的分布情况和性质直接关系到岩体的强度和变形特性。
在基础工程中，需要对岩体中的裂缝进行覆盖面积、走向、宽度、深度等参数进行详细的测量和分析，并在此基础上进行计算和模拟。
水文地质条件是指地下水、岩层结构和地形条件等。
这些因素对岩体稳定性有着重要的影响。
在稳定性分析中，需要对这些因素进行综合考虑和分析。
岩石开挖、钻孔和支护技术的设计和施工问题在岩石工程中，岩石开挖、钻孔和支护技术是一个十分重要的环节。
岩石的开挖、钻孔和支护技术不仅需要在设计阶段考虑岩石性质和结构特点，而且在施工阶段，需要根据具体情况进行调整和改进。
开挖岩石需要考虑岩石的切削性能，开挖的参数包括切削速度、切削力、切削深度、切削方式等。
在实践中，需要根据岩石的不同性质和结构特征，选择合适的工具、方法和参数进行开挖。
钻孔技术是在岩石中开孔的一种常用方法。
钻孔需要考虑岩石的强度和刚度，以及岩体中的裂缝和隐伏流等水文地质条件。
在钻孔时，还需要考虑工具钻进岩体之后的排渣和灰尘等问题。
支护技术是在岩石施工过程中用于支撑岩层的方法，主要包括加固和支撑两种方式。
1. 地壳是静止不动的还是变动的？怎样理解岩体的自然平衡状态？答：地壳是变动的。
自然平衡状态是指：岩体中初始应力保持不变的状态。
2. 初始应力、二次应力和应力场的概念。
答：未受影响的应力称为初始应力工程开挖时，受工程开挖影响而形成的应力称为二次应力地应力是关于时间和空间的函数，可以用“场”的概念来描述，称之为地应力场。
3. 何谓海姆假说和金尼克假说？答：海姆首次提出了地应力的概念，并假定地应力是一种静水应力状态，即地壳中任意一点的应力在各个方向上均相等，且等于单位面积上覆岩层的重量，即σℎ=σv=γH金尼克认为地壳中各点的垂直应力等于上覆岩层的重量，而侧向应力（水平应力）是泊松效应的结果，其值应为乘以一个修正系数K。
他根据弹性力学理论，认为这个系数等于μ1−μ，即σv=γH，σℎ=μ1−μγH4. 地应力是如何形成的？答：地应力的形成主要与地球的各种动力运动过程有关，其中包括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。
另外，温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其他物理化学变化等也可引起相应的应力场。
5. 什么是岩体的构造应力？构造应力是怎样产生的？土中有无构造应力？为什么？答：岩体中由于地质构造运动引起的应力称为构造应力。
关于构造应力的形成有两种观点：地质力学观点认为是地球自转速度变比的结果；大地构造学说则认为是出于地球冷却收缩、扩张、脉动、对流等引起的，如板块边界作用力。
土中没有构造应力，由于土本身是各向同性介质，不存在地质构造。
6. 试述自重应力场与构造应力场的区别和特点。
答：由地心引力引起的应力场称为重力应力场，重力应力场是各种应力场中惟一能够计算的应力场。
地壳中任一点的自重应力等于单位面积的上覆岩层的重量，即σG=γH。
重力应力为垂直方向应力，它是地壳中所有各点垂直应力的主要组成部分，但是垂直应力一般并不完全等于自重应力，因为板块移动，岩浆对流和侵入，岩体非均匀扩容、温度不均和水压梯度均会引起垂直方向应力变化。
岩石力学吴顺川课后习题答案1.构成岩石的主要造岩矿物有哪些？答：岩石中主要造岩矿物有：正长石、斜长石、石英、黑云母、白云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、高岭石、磁铁矿等。
2.为什么说基性岩和超基性岩最容易风化？答：基性和超基性岩石主要是由易风化的橄榄石、辉石及斜长石组成，所以非常容易风化。
3.常见岩石的结构连接类型有哪几种？各有什么特点？答：岩石中结构连接的类型主要有两种，分别是结晶连接和胶结连接。
结晶连接指矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起。
这类连接使晶体颗粒之间紧密接触，故岩石强度一般较大，抗风化能力强；胶结连接指岩石矿物颗粒与颗粒之间通过胶结物连接在一起，这种连接的岩石，其强度主要取决于胶结物及胶结类型。
4.何谓岩石中的微结构面，主要指哪些，各有什么特点？答：岩石中的微结构面（或称缺陷）是指存在于矿物颗粒内部或矿物颗粒及矿物集合之间微小的若面及空隙。
包括矿物的解理、晶格缺陷、晶粒边界、粒间空隙、微裂隙等。
矿物解理面指矿物晶体或晶粒受力后沿一定结晶防线分裂成光滑平面，解理面往往平行于矿物晶体面网间距较大的面网。
5.自然界中的岩石按地质成因分类,可以分为几大类,各大类有何特点?答:按地质成因分类,自然界中岩石可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
岩浆岩按照岩浆冷凝成岩的地质环境不同又可分为深成岩、浅成岩和喷出岩。
其中深成岩常形成巨大的侵入体,有巨型岩体,大的如岩盘、岩基,其形成环境都处在高温高压之下,形成过程中由于岩浆有充分的分异作用,常常形成基性岩、超基性岩、中性岩及酸性、碱性岩等,其岩性较均一,变化较小,岩体结构呈典型的块状结构,结构多为六面体和八面体,岩体颗粒均匀,多为粗-中粒结构。
第一章绪论第一节岩体力学与工程实践岩体力学(rockmass mechanics)是力学的一个分支学科，是研究岩体在各种力场作用下变形与破坏规律的理论及其实际应用的科学，是一门应用型基础学科。
岩体力学的研究对象是各类岩体，而服务对象则涉及到许多领域和学科。
如水利水电工程、采矿工程、道路交通工程、国防工程、海洋工程、重要工厂(如核电站、大型发电厂及大型钢铁厂等)以及地震地质学、地球物理学和构造地质学等地学学科都应用到岩体力学的理论和方法。
但不同的领域和学科对岩体力学的要求和研究重点是不同的。
概括起来，可分为三个方面：①为各类建筑工程及采矿工程等服务的岩体力学，重点是研究工程活动引起的岩体重分布应力以及在这种应力场作用下工程岩体(如边坡岩体、地基岩体和地下洞室围岩等)的变形和稳定性。
②为掘进、钻井及爆破工程服务的岩体力学，主要是研究岩石的切割和破碎理论以及岩体动力学特性。
③为构造地质学、找矿及地震预报等服务的岩体力学，重点是探索地壳深部岩体的变形与断裂机理，为此需研究高温高压下岩石的变形与破坏规律以及与时间效应有关的流变特征。
以上三方面的研究虽各有侧重点，但对岩石及岩体基本物理力学性质的研究却是共同的。
本书主要是以各类建筑工程和采矿工程为服务对象编写的，因此，也可称为工程岩体力学。
在岩体表面或其内部进行任何工程活动，都必须符合安全、经济和正常运营的原则。
以露天采矿边坡坡角选择为例，坡角选择过陡，会使边坡不稳定，无法正常采矿作业，坡角选择过缓，又会加大其剥采量，增加其采矿成本。
然而，要使岩体工程既安全稳定又经济合理，必须通过准确地预测工程岩体的变形与稳定性、正确的工程设计和良好的施工质量等来保证。
其中，准确地预测岩体在各种应力场作用下的变形与稳定性，进而从岩体力学观点出发，选择相对优良的工程场址，防止重大事故，为合理的工程设计提供岩体力学依据，是工程岩体力学研究的根本目的和任务。
岩体力学的发展是和人类工程实践分不开的。
1、岩石的强度与矿物颗粒、胶结类型与程度的关系：1岩石的强度与矿物颗粒的关系包括两个方面：一是结晶程度和颗粒大小，岩石的结晶程度和颗粒大小对其抗压强度的影响是显著的。
一般来说，结晶岩石比非结晶岩石强度高，细粒结晶的岩石比粗粒结晶的岩石强度高。
二是矿物成分，不同矿物组成的岩石，具有不同的抗压强度，这是由于矿物本身的特点 2 岩石的强度与胶结类型与程度的关系：对沉积岩来说，胶结程度类型和胶结物类型对强度的影响很大。
在胶结程度类型方面，分为基质胶结、接触胶结和孔隙胶结。
基质胶结，岩石颗粒彼此不直接接触，完全受胶结物的包围，岩石强度取决于胶结物的性质；接触胶结，只有岩石颗粒接触的地方才有胶结物胶结，胶结一般不牢固，岩石强度低，透水性强；孔隙胶结，胶结物完全或部分的充填于岩石颗粒之间孔隙中，胶结一般较牢固，岩石强度和透水性较弱。
在胶结物类型方面，石灰质胶结的岩石强度较低，而硅质胶结的具有很高的强度，泥质胶结的岩石强度最低。
2、碎屑质沉积岩非均质性与各向异性对岩石力学性质的影响：非均质性指组成不同，非均质岩石的力学特性由细观单元力学特性和其非均质特性共同决定，岩石的非均质性对其极限强度具有弱化影响；各向异性指储层岩石沿各个方向的物性、电性、热力学性质等不同。
由于碎屑质沉积岩的各向异性明显，所以不能用常规的单轴抗压实验来测定岩石力学性态，而必须在一定的围压下（必要时还要考虑温度的作用）进行试验测定，通常采用的是三轴抗压试验3、围压、液体介质对于砂岩强度的影响：对于砂岩，随着围压的增加，岩石的杨氏弹性模量、剪切模量和泊淞比均有一定程度的提高。
液体介质的存在，减弱了岩石的胶结，从而降低了岩石的强度。
4、牙轮钻头与PDC 钻头破岩时岩石的破坏形式：牙轮钻头：冲击压力（动载）的作用下，岩石的三向压缩状态下发生剪切破坏，形成破碎坑；PDC钻头：钻压作用下切削吃入岩石，扭矩作用下的岩石发生剪切破坏。
5、弹性变形、塑性变形与蠕变的定义：弹性变形：弹性是指在一定的应力范围内，物体受外力作用产生变形，而去除外力（卸荷）后能够立即恢复其原有的形状和尺寸大小的性质。
其产生的变形称为弹性变形。
塑性变形：塑性是指物体受力后，在应力超过屈服应力时仍能继续变形而不即行断裂，撤去外力（卸荷）后，变形又不能完全恢复的性质。
不能恢复的那部分变形称为塑性变形，或称永久变形、残余变形。
蠕变：指在恒定荷载作用条件下，变形随时间逐渐增长的现象6、蠕变过程根据应力状态的变化可将此蠕变过程划分为四个阶段。
1瞬时变形：即常应力刚刚作用于岩石试件上就出现的弹性应变。
2初始蠕变或阻尼蠕变，也称第一蠕变阶段：对应着区域Ⅰ。
在此区域应变ε最初随时间增长较快，但增长速率随时间逐渐降低。
这个过程可能伴随着“稳定的”微裂隙以逐渐减小的速率慢慢扩展;3稳态蠕变或等速蠕变，也称第二蠕变阶段：对应着区域Ⅱ。
在此区域曲线有近似常数的斜率，即应变随时间呈近于等速的增长；4加速蠕变（第三蠕变阶段：对应着区域Ⅲ。
其应变速率加快并迅速导致破坏。
这个过程可能伴随着“不稳定的微裂隙的快速张开。
7、蠕变对于钻井工程的影响井径缩小的影响及其措施－钻柱遇阻、下套管遇阻；安全施工时间段－加速蠕变前完成下套管、注水泥作业；套管抗外挤载荷的确定－考虑上覆岩层压力为最大外挤载荷8、三轴应力试验方法模拟地层应力环境、温度条件下的试验测试，将圆柱状的岩样置于一个高压容器中，首先用液压使其四周处于均匀压缩的应力状态，然后保持此压力不变，对岩样进行纵向加载，直到破坏，记录下纵向的应力和应变关系曲线，获得地层条件下的岩石力学性质，强度特征，变形特征9、摩尔强度准则：材料在极限状态下，剪切面上的剪应力就达到了随法向应力和材料性质而定的极限值时，发生破坏。
也就是说，当材料中一点可能滑动面上的剪应力超过该面上的剪切强度时，该点就产生破坏，而滑动面的剪切强度［τ］又是作用于该面上法向应力σ的函数。
三向压应力作用下，岩石出现剪切破坏，且仅与最大、最小主应力相关；最大最小主应力差值到达极限，摩尔圆与强度曲线相切，出现破坏；强度曲线－滑动面的剪切强度［τ］是作用于该面上法向应力σ的函数。
10、库伦－摩尔强度准则：三向应力作用下，岩石出现剪切破坏，且仅与最大最小主应力有关，岩石内任一点发生剪切破坏时，破坏面上的剪应力(τ)应等于或大于材料本身的固有强度(C)和作用于该面上由法向应力σ引起的摩擦阻力之和。
11、应用密度测井的垂直地应力计算中如何考虑地层压力的影响？水平地应力的来源与计算？出现最大、最小水平地应力的原因：垂直地应力来源于上覆岩层压力，还受地层压力的影响。
水平地应力：垂直地应力作用下岩体受到位移约束，产生水平地应力分量，且与泊淞比有关。
还受到构造应力的影响。
水平地应力为构造地应力和垂直地应力产生，构造地应力在不同方向上大小不同，所以产生最大最小水平地应力12、水力压裂试验测试方法及典型测试曲线确定最小水平地应力、抗拉强度方法:水力压裂裂缝面垂直于最小主应力;对于垂直裂缝面，破裂压力为水力压裂试压时的最高压力;已经压开地层形成人工裂缝后，停泵再次压开地层的压力为闭合压力，其等于最小水平地应力;破裂压力=闭合压力+岩石的抗拉强度1破裂压力Pf :压力最大之点，反映了液压克服地层的抗拉强度使其破裂，形成井漏，造成压力突然下降。
2延伸压力 Ppro，压力趋于平缓的点，为裂隙不断向远处扩展所需的压力。
3瞬时停泵压力Ps ：当裂缝延伸到离开井壁应力集中区，进行瞬时停泵，从压降曲线找出裂缝的闭合压力Ps.此时，Ps与最小水平地应力相平衡。
4裂缝重张压力Pr ，瞬时停泵后重新开泵向井内加压。
使闭合的裂缝重新张开。
由于张开闭合裂缝所需的压力 Pr 与破裂压力Pf相比不需克服岩石的拉伸强度，因此可以认为破裂层的拉伸强度等于这两个压力的差值，即有: St=Pf-Pr。
因此，只要通过破裂压力试验测得地层的破裂压力、瞬时停泵压力和裂缝重张压力，结合地层孔隙压力的测定，利用1、2、3式即可以确定出地层某深处的最大、最小水平主地应力:①St=Pf-Pr②σh = Ps③σH=3σh-Pf-αPp+St13、声发射（凯赛尔）实验测试与确定地应力的原理和方法：原理：岩石的声发射现象最重要的特征是七对受过的应力履历的一种记忆效应，这种效应称为凯赛尔效应。
声发射活动的频率和振幅与应力有一定的关系，岩石受力发生微破裂，微破裂发生的频率随着应力的增加而增加，在单调增加应力作用下，当应力达到过去已施加过的最大应力时，声发射现象明显增加。
在声发射信号随载荷的变化曲线上找出声信号突然明显增加处，记录下此处的载荷，即为岩石在该地下该方向上所受的地应力。
方法：通过定向取心、古地磁定向等，测试岩心水平面不同方向的凯赛尔应力点即可确定最大最小水平地应力，也可通过水平面与垂直方向凯赛尔实验测试确定三个地应力的大小14、声波测井资料确定地层孔隙压力的原理与方法：泥质沉积物不平衡压实造成的地层前压实并产生异常高压，正常压实情况下，泥质沉积物的垂直有效应力随着埋深的增加而逐渐增大，孔隙度减小，对于欠压实泥页岩地层，孔隙度比正常压实情况偏大，即偏离了正常压实曲线，按照不平衡压实造成地层欠压实并产生高压的机制，则认为该处存在异常高压。
方法：声波时差测井15、泥页岩地层井壁失稳：泥页岩地层岩石强度低，抗剪切强度很低；水基泥浆为常用泥浆体系，粘土水化膨胀促使岩石强度降低，局部压应力增大；井壁岩石的应力状态发生变化，低营地最大主应力大于原始地应力，由于是非渗透泥页岩，地应力最小主力为井筒内的液柱压力，最大最小主应力差增大，可能出现剪切破坏。
16、井壁失稳影响因素：影响因素：水化膨胀是主因－泥页岩粘土含量与成份、泥浆的抑制性；力学方面－泥浆密度、井内波动压力的影响等17、坍塌压力对于井壁稳定的重要性：坍塌应力是指水基泥浆钻井条件下，泥页岩地层保持井壁稳定所需要的最小泥浆液柱压力，通常用当量密度表示。
坍塌应力的确定需要考虑井壁应力条件下岩石的抗剪切强度，通常最大主应力为垂直地应力或最大水平地应力，井筒形成后对于非渗透的泥页岩地层，井壁岩石最小主应力为井筒液柱压力，从力学角度，为防止井壁岩石发生三向压缩状态下的剪切破坏，实际泥浆密度应大于坍塌应力的当量密度18、水力压裂中砂岩地层破裂压力与地应力、岩石强度的关系：砂岩地层破裂压力=裂缝重张压力+岩石抗拉强度。
裂缝重张压力，瞬时停泵后重新开泵向井内加压。
使闭合的裂缝重新张开。
由于张开闭合裂缝所需的压力与破裂压力相比不需克服岩石的拉伸强度，因此可以认为破裂层的拉伸强度等于这两个压力的差值，即有St=Pf-Pr19、低强度地层出砂的原因：上覆岩层压力石油岩石骨架与岩石内流体压力共同承担的，由于地层压力降低，施加在岩石骨架上的压力就越来越大，当茶果地层抗压强度时，地层就会发生破坏而造成出砂。
20、地层天然裂缝与地应力的关系：天然裂缝通常是指由于构造运动，在历史地应力作用作用下，地层岩石产生破坏形成的裂缝。
一般可以分为：显裂缝，微裂缝，成岩缝，层理缝。
形式上可以分为：垂直缝、高角度缝、低角度缝、水平缝。
现今地应力与历史地应力相关，多为垂直缝和高角度缝，天然裂缝面也通常垂直于最小水平地应力。
