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固井水泥环作为井筒完整性第一道安全屏障，其质量严重影响气井的后期开采，其长期处于三轴复杂应力状态下工作。本文通过三轴实验发现：油井水泥石是一种压敏材料，围压作用能大幅提高水泥石的形变量，能大幅提高水泥石的强度。为准确描述水泥石在三轴作用下的特殊力学行为，本文提出了一种数学分析模型，该模型基于Weibull统计理论，从弹塑性损伤失效的角度出发，利用Mohr-Coulomb准则建立起细观与宏观的桥梁，得到了油井水泥石在三轴应力作用下的统计本构关系。以此本构方程来拟合水泥石在单轴、三轴应力作用下的应力—应变曲线，与实验结果匹配良好。