Введение
1. Современные представления о математическом моделировании напряженного состояния флюидонасыщенных массивов горных пород 8
1.1. Обзор моделей напряженного состояния флюидонасыщешюй породы 8
1.1.1. Модель К.Тсрцаги 9
1.1.2. Модель И.Фетта 11
1.1.3. Модель М.Био 11
1.1.4. Модель Р.Нигматулина 13
1.1.5. Модель С.Христиановича 14
1.1.6. Модель двойной пористости Г.Баренблатта 17
1.2. Решения модели М.Био о напряженно-деформированном состоянии флюидонасыщенных пород 19
1.2.1. Решение Дж.Гамболати 21
1.2.2. Решение Д.Хелма 22
1.2.3. Решение Х.Чена, Л.Тойфеля и Р.Ли 23
1.2.4. Приближенные решения системы уравнений Био в трехосном представлении (Т.Берби, И.Смит, Д.Гриффитс, П.Хси) 24
1.3, Обзор методов и приборов, используемых для информационного обеспечения математического моделирования 28
1.3.1. Полевые геофизические методы 28
1.3.2. Полевые гидрогеологические методы 31
1.3.3. Полевые инженерно-геологические методы 32
1.3.4. Лабораторные геофизические (ультразвуковые) методы 33
1.3.5. Лабораторные гидрогеологические методы 34
1.3.6. Лабораторные инженерно-геологические методы 35
2. Методика определения показателей свойств пород на приборе ИФС-1 39
2. I. Устройство прибора ИФС-1 и методика определения деформационных прочностных и фильтрационных свойств пород 39
11.1.1. Основные характеристики и возможности прибора ИФС-1 40
2. 1.2. Определение деформационных и прочностных свойств пород в атмосферных условиях 45
2.1.3. Определение деформационных и прочностных свойств пород при действии внешнего гидростатического давления 46
2.1.4. Определение деформационных и прочностных свойств пород при совместном действии гидростатического и порового давлений 47
2.1.5. Определение проницаемости породы при атмосферных условиях, 48
3. Определение физико-механических и фильтрационных свойств различных типов пород на приборе ИФС-1... 49
3.1. Определение свойств известняка 49
3.2. Определение свойств доломитов 58
3.3. Определение свойств песчаника 71
3.4. Определение свойств мела 78
4. Новый способ определения коэффициента передачи порового давления а 86
4.1. Обоснование необходимости учета особенностей передачи порового давления на породу при решении задач механики гетерогенных сред 86
4.2. Физический смысл коэффициента передачи порового давления а 88
4.З. Определение коэффициента передачи порового давления а по методу И.Фетта 90
4.4. Теоретическое обоснование нового метода определения коэффициента а 94
4.5. Опробование нового метода определения коэффициента а на приборе ИФС-1 97
5. Использование численного решения модели М.Био для исследования напряженного состояния конкретных геологических объектов 107
5.1.. Теоретические основы нового численного решения модели М.Био 107
5.1.1. Обоснование выбора математической модели М.Био 107
5.1.2. Новое численное решение модели М.Био в осесимметричной постановке с использованием вариационно-разностного метода и метода Холецкого 109
5.1.3. Преимущество численных решений модели М.Био 114
5.2. Исследование напряженно-деформированного состояния слоистого массива под Храмом Христа Спасителя в Москве 117
5.2.1. Инженерно-геологические условия исследуемого объекта 117
5.2.2. Построение расчетной модели массива - основания Храма Христа Спасителя в Москве 121
5.2.3. Анализ результатов расчетов изменения напоров и деформации скелета грунта в результате отбора жидкости 127
5.З. Изучение напряженно-деформированного состояния нефтяного месторождения Тенгиз в Казахстане 132
5.3.1. Геологическое строение месторождения Тенгиз 132
5.3,2. Гидрогеологические условия месторождения Тенгиз 139
5.3.3. Построение расчетной модели месторождения Тенгиз ...142
5.3.4. Анализ результатов расчетов изменения давления нефти и проседания земной поверхности при эксплуатации месторождения Тенгиз 150
Заключение 164
