不同应变速率下泥页岩力学特性试验研究

发布时间：2017-08-25 14:15

  本文关键词：不同应变速率下泥页岩力学特性试验研究

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【摘要】：为了揭示泥页岩在不同应变速率下的力学特征,为页岩气的开采提供科学指导,分别在5×10-4/s、1×10-4/s、1×10-5/s、1×10-6/s四种不同应变速率下对页岩开展单轴压缩力学试验。研究表明,应变速率对页岩的弹性模量、峰值强度、破裂形态等具有显著影响,应变速率从高到低,弹性模量和峰值强度都呈逐渐降低趋势,但下降速度逐渐放缓,两者与应变速率负对数大致呈幂函数关系,而采用平均值拟合时则相关性较高,相对而言,弹性模量的应变率效应更显著;应变速率对破裂形态的影响极为明显,在高应变速率下页岩迅速劈裂为较少的大块,整体构架丧失,随着应变速率降低,破裂过渡为劈裂为主,伴随局部剪切破坏,达到最低应变速率时主要呈劈裂破坏,但同时形成较多横向分布裂纹,即低应变速率下破坏均匀且形成纵横切割试样的网状裂纹,页岩的应变速率在整体上对破裂方式影响最为显著,主要表现为低应变速率下的破坏更均匀、更易形成裂纹网。因此,该特性对于确立页岩力学参数及设计压裂方案具有重要启发作用。
【作者单位】： 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;西南科技大学土木与建筑工程学院;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;
【关键词】： 页岩 应变速率 力学特性 弹性模量 峰值强度 破坏模式 裂纹网
【基金】：国家自然科学基金(No.50774076,No.50725414) 四川省科技支撑项目(No.2013GZ0071)
【分类号】：TU452
【正文快照】： 1引言岩体在动力效应下(爆破、岩爆、动载)与其在静力条件下(蠕变、构造运动)的力学特性具有极大的差异,这在唯象学上主要表现为力学参数(弹性模量、泊松比、峰值强度等)的不同,而其力学机制却反映了岩石内部在不同变形及加载速率下能量吸收/释放、微破裂孕育演化的响应特征。

【参考文献】

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本文编号：737099