中间主应力与层理方向对页岩力学和渗透特性影响的试验研究

发布时间：2018-03-25 07:17

本文选题：岩石力学　切入点：真三轴　出处：《岩石力学与工程学报》2017年07期

【摘要】：为探讨中间主应力与层理方向对页岩力学和渗透特性的影响,运用自主研制的多功能真三轴流固耦合试验系统,以含气页岩为研究对象,进行真三轴应力条件下不同中间主应力加卸载试验。研究结果表明:中间主应力对页岩渗透率的影响在中间主应力垂直于层理面时最大,最小主应力垂直于层理面时次之,最大主应力垂直于层理面时最小;当中间主应力垂直于层理面或平行于层理面时,中间主应力与渗透率呈负相关。中间主应力垂直于层理面时渗透率对中间主应力的敏感性明显大于中间主应力平行于层理面时的敏感性,二者相差1~2个数量级;此外,定义损伤变量D表达式,发现加载过程中损伤变量中间主应力曲线斜率变化不大,而在卸载过程中斜率变化明显,中间主应力垂直于层理面时损伤变量全程大于中间主应力平行于层理面时的损伤变量。
[Abstract]:In order to study the effect of intermediate principal stress and bedding direction on shale mechanics and permeability, a multifunctional true triaxial fluid-solid coupling test system was developed, and the gas-bearing shale was used as the research object. The loading and unloading tests of different intermediate principal stresses under true triaxial stress are carried out. The results show that the effect of intermediate principal stress on shale permeability is the largest when the intermediate principal stress is perpendicular to the bedding plane, and the minimum principal stress is perpendicular to the bedding surface. The maximum principal stress is minimum when perpendicular to the bedding surface, and when the intermediate principal stress is perpendicular to or parallel to the bedding plane, When the intermediate principal stress is perpendicular to the bedding surface, the sensitivity of the permeability to the intermediate principal stress is obviously greater than that of the intermediate principal stress parallel to the bedding surface, and the difference between them is 1 ~ 2 orders of magnitude. When the damage variable D expression is defined, it is found that the slope of the middle principal stress curve of the damage variable varies little during the loading process, but the slope changes obviously during the unloading process. When the intermediate principal stress is perpendicular to the bedding plane, the damage variable is larger than the damage variable when the intermediate principal stress is parallel to the bedding surface.
【作者单位】：重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;重庆大学资源及环境科学学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51674048) 重庆市基础与前沿研究计划资助项目(cstc2015jcyjA90009) 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室自主研究资助项目(2011DA105287 MS201701)~~
【分类号】：TU45

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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10 ;[J];;年期