Особенности напряженного состояния скелета пористых пород.

Рассмотрим влияние давления жидкости в порах на напряженное состояние скелета пористой горной породы. Возьмем идеальную модель пористого твердого тела и вырежем из нее единичный элемент (рис.).

Сверху на единичную площадку действует геостатическое давление . Если бы все вертикальное давление воспринималось скелетом породы, то напряжение в скелете в сечении I-I было бы максимальным:

где - доля единичной площади, занимаемая скелетом в рассматриваемом сечении.

Однако жидкость, находящаяся в порах, воспринимает нагрузку, равную . Следовательно, напряжение в скелете

Обозначим , тогда

Величина зависит от пористости и структуры порового пространство. Из формулы видно, что по мере увеличения пластового давления наблюдается уменьшение вертикальной нагрузки на скелет. Если , то . Следовательно, по мере приближения пластового давления к геостатическому напряженное состояние к равномерному всестороннему сжатию.

Пористости и плотности породы изменяется в зависимости от глубины залегания z.

По данным z профессора Мельникова Ю.А. при

Монотонное увеличение плотности в случае изменения порового давления с глубиной по гидростатическому закону () называется нормальным уплотнением глинистых пород.