算总应力是与渗流力有关吗
⑴ 什么叫总应力什么叫有效应力什么叫孔隙水应力三者的关系
土体产生压缩变形的有效因素,就是有效应力。饱和土体的渗流固结过程,就是土中孔隙水压力消散并逐渐转化为有效应力的过程。
有效应力原理里,有效应力=总应力-孔隙水压力,这里的孔隙水压力有可能是静水压,也有可能是超静孔隙水压。但在土的三向试验过程中,由于土已经取样出来了,实验前不再存在水压力的问题。
总应力分析
总应力分析法和有效应力分析法。总应力分析法建立在不排水抗剪强度的基础上,也称为su一分析法。有效应力分析法建立在排水抗剪强度的基础上,不排水抗剪强度通常用于施工过程中或施工结束时短期稳定性计算,而排水抗剪强度用于长期稳定性计算。既然不排水强度是由加载前的初始情况决定,就不需要确定破坏时的有效应力。
以上内容参考:网络-总应力
⑵ 为什么说渗流力会增加有效应力
渗透力是渗透水流在土体孔隙中流动时施于单位土体内土粒上的拖曳力,是沿着水流切线方向的;有效应力一般指的是土骨架中土颗粒之间接触面积上传递的力,因此水在土体中的运动出现的渗透力作用在土粒上,使得土颗粒之间传递的力增加,因此有效应力增加;这与土体中孔隙水的静水压力不同,其作用在土粒上的力是平衡相互抵消的。
⑶ 有效应力和总应力有什么区别
有效应力原理里,有效应力=总应力-孔隙水压力,这里的孔隙水压力有可能是静水压,也有可能是超静孔隙水压。但在土的三向试验过程中,由于土已经取样出来了,实验前不再存在水压力的问题。试验的时候给试样加上围压,使得试样中重新出现了孔隙水压力,对于UU试验用的是超静孔隙水压力,而且随着围压的增加,超静孔隙水压力随着增大。CU试验,水压力与固结情况有关,如果是试验压力大于固结最大压力,则产生正的超静孔隙水压力,如果小于固结压力,则有可能产生负的孔隙水压力。但是CD试验,认为在试验过程中没有孔隙水压力。
⑷ 什么是自重应力如何计算
自重应力是岩土体内由自身重量引起的应力。岩土体中任一点垂直方向的自重应力,等于这一点以上单位面积岩土柱的质量。
自重应力公式: o = r · z,r:土的天然重度,kN/m;z:土的深度,m;附加应力:通常采用布辛涅斯克理论公式计算。
附加应力是指荷载在地基内引起的应力增量。是使地基失去稳定产生变形的主要原因。通常采用布辛涅斯克理论公式计算。
关于土的有效自重应力的计算
按照有效应力原理,对饱和土,总应力等于有效应力与孔隙水应力之和,也就是说,总应力分为有效应力与孔隙水应力(它是总应力中的无效部分即中性部分)两部分,或者说,有效应力与孔隙水应力是总应力的两个组成部分。
总体中的部分不可能超过总体,如:土分为粗粒土和细粒土,一个场地粗粒土的数量和细粒土的数量不可能超过土的数量。因此,有效应力与孔隙水应力都不可能超过总应力。
在土的有效自重应力计算中,总应力是自重应力,对饱和土,自重应力等于有效自重应力与孔隙水应力(它是自重应力中的无效部分即中性部分,故准确地说应称为初始孔隙水应力)之和。因此,有效自重应力计算有以下原则:
(1)计算中涉及的总应力与孔隙水应力均应属于自重应力;
(2)孔隙水应力应是无效应力即中性应力;
(3)有效自重应力不应超过自重应力。有了这些原则就可以对有效自重应力计算是否应考虑渗流、毛细水应力、结合水应力、下方承压水水应力的影响用出判断。
⑸ 地应力与渗流场的关系
地应力是驱动油气运移的主要动力因素之一。在地应力作用下,孔隙岩层内形成流体运动的高势区和低势区,根据最小位能原理,油气由高势区向低势区运移,并在适当部位集聚形成油田。结合构造分析进行地应力和运移势场研究可为油气勘探开发提供依据。
岩层在地应力作用下,流体流动朝3个方向进行,根据连续性方程和达西定律可以得出三维流体运动的微分方程:
油气藏现今地应力场评价方法及应用
式中:φ——运移势;σ0——地应力的平均值;A——表示有源存在,例如生油层的存在,A的大小表示源的强度;C——储集系数;G——与岩石压缩率有关的系数;式中K为总渗透率,Kx、Ky、Kz为三个方面上的渗透率。上式可简写为:
油气藏现今地应力场评价方法及应用
如果流体在流动过程中,地应力不随时间变化,即
油气藏现今地应力场评价方法及应用
在不考虑地应力随时间的变化的同时,也不考虑地层可压缩性,且该区内无源存在,则式(6-28)变为:
ΔTK Δφ=0 (6-29)
实际问题中多考虑二维问题,对于二维问题,则有:
油气藏现今地应力场评价方法及应用
式(6-27)、(6-28)称为瞬态流动方程,也称为非定常流动方程。式(6-29)称为稳态方程或定常流动方程。解上述方程,可得到地应力孔隙压力,运移势随空间和时间的变化规律,得出油气运移的等势线和流动矢量。上述运移势场的微分方程求解一般比较困难,只对非常简单的情况可求得解析解。边界条件稍复杂一些则不能用解析法求解。这时,只能用数值解法,如有限元法,有限差分法等。
实例:根据辽河油田地应力实测资料,在应力场反演基础上,对辽河油田运移势场进行了计算。
图6-19 辽河油田运移势等值线(MPa)
(箭头表运移方向;小圆圈表示井位)
(据王连捷等,1996)
图6-19 为平面运移势场计算结果。可以看出运移势场的主要特点是在油田的北部边缘为高势区,白1(B1)、白2(B2)、白3(B3)、白4(B4)、白7(B7)、白8(B8)、白10(B10)及西部边缘地区为低势区,总的运移方向是由西北部和北部向东南方向运移,在低势区及等势线的斜坡地带有利于油气的聚集。处于这些部位的开发井多数都有较丰富的油藏。
图6-20 剖面运移势场的计算结果。剖面运移势场是考虑将泥岩作为生油层来处理,由于生油层的存在,油气将由油源向四周运移,研究其等势线分布可知油气运移的方向。由图可以看出,生油层较厚的油源处有较高的运移势,向上及向两侧运移势逐渐降低,油气由生油层向上及向两侧运移。
图6-20 辽河油田白2-白4-白7剖面运移势等值线(MPa)
(箭头表示运移方向)
(据王连捷等,1996)
图6-21表示剖面上几个主要断层及油气运移速度矢量。图中线段代表运移速度的大小和方向。从图中可以看出,油气沿断层有较大的运移速度,在运移过程中,遇到断层,油气将沿断层向上运移。
图6-21 辽河油田白2-白4-白7剖面上油气运移矢量
(据王连捷等,1996)
上面讨论的剖面内运移势场是由生油层的存在而产生的,如果将这种运移势场与地应力场相叠加,油气由深处向上和两侧运移的趋势更加明显。将这种运移势场与地应力场相对比,可以发现他们是基本相对应的。即高地应力区一般为高的运移势区。
⑹ 土力学问题
渗流力
水流流经土孔隙时,作用于土骨架上的体积力.
浮力
液体和气体对浸在其中的物体有向上的托力,物理学中把这个托力叫做浮力。
一、 对于砂土和粉土等无粘性土按水土分算原则进行,即作用于围护结构上的侧压力等于土压力与静水压力之和,地下水位以下的土采用浮重度γ/和有效应力抗剪强度指标值c/和 φ/计算。
二、粘性土作用在支护结构上的侧压力,在具有工程实践经验时,也可以按水土合算原则计算。水土合算时,地下水位以下的土压力采用饱和重度γsat和总应力抗剪强度指标值c和φ计算。一般在粘性土孔隙比e较大或水平向渗透系数kh较大时采用水土分算。
三、地下水有稳定渗流时,水土分算的土压力按如下原则计算:
1、用流网法分析,计算作用于围护结构上的土压力;
2、在主动土压力侧考虑水压力。基坑开挖面以上按静水压力计算,基坑开挖面至围护结构底,取基坑底面处的静水压力直线降为零的三角形分布。
⑺ 稳定性分析方法中,什么是总应力法,为什么有些分析方法中没有空隙水压力指标
稳定性分析方法中,什么是总应力法,为什么有些分析方法中没有空隙水压力指标
其实从实质上来说,并没有什么差别。只是在表示方法上有所不同,有效应力法在表示的时候需要用总应力减去孔隙水压力,而很多时候没有测定孔隙水压力,都是直接采用总应力法。 通过分析可知:一、在不固结不排水情况下,土体抗剪强度采用两种方法是一样的,也就是有效应力圆和总应力圆的直径相同。二、固结不排水时,土体抗剪强度采用的两种方法采用的参数各不相同,也就是粘聚力和内摩擦角参数都不同。三、固结排水时,总应力总是等于有效应力,也就是说两种方法参数基本一致。 (你是学土木的?)
⑻ 什么叫渗透力,其大小和方向如何确定
水在土体中流动时,将会引起水头的损失。而这种水头损失是由于水在土体孔隙中流动时,力图拖曳土粒而消耗能量的结果。
自然,水流在拖曳土粒时将给予土粒以某种拖曳力,将渗透水流施于单位土体内土粒上的拖曳力称为渗流力。渗透力的大小和水力梯度成正比,其方向与渗流方向相一致。
(8)算总应力是与渗流力有关吗扩展阅读
影响砂性土渗透性的主要因素为渗透流体和土的颗粒大小、形状、级配以及密度。渗透流体的影响主要是粘滞度,而粘滞度又受温度影响。温度越高,粘滞度越低,渗流速度越大。土颗粒的影响是颗粒越细,渗透性越低;级配良好的土,因细颗粒充填大颗粒的孔隙,减小孔隙尺寸,从而降低渗透性。
土的密度增加,孔隙减小,渗透性也会降低。影响粘性土的渗透性的主要因素为颗粒的矿物成分、形状和结构(孔隙大小和分布),以及土-水-电解质体系的相互作用。粘土颗粒的形状为扁平的,有定向排列作用,因此渗透性具有显著的各向异性性质。
渗透性的毛管模型表明,渗透流速与孔隙直径平方成正比,而单位流量与孔隙直径的四次方成正比。孔隙率相同的粘性土,粒团间大空隙占高比例的结构的渗透性,比均匀孔隙尺寸的结构的渗透性大得多,粘性土的微观结构和宏观结构对渗透性影响很大。