炭质页岩巴西劈裂载荷下破坏过程的时空特征研究

发布时间：2017-09-21 18:01

  本文关键词：炭质页岩巴西劈裂载荷下破坏过程的时空特征研究

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【摘要】：页岩在加载过程中的破裂时机及其空间位置研究对于页岩气探测及储层评价具有重要意义,为此开展了不同层理倾角条件下页岩的巴西圆盘劈裂载荷下的破坏过程试验,采用数字图像相关技术(DIC),全程跟踪页岩裂纹萌生、扩展和贯通全过程的变形场实时演化特征,同时记录力-位移曲线,利用扫描电镜获得炭质页岩的破裂面特征及微观结构,采用宏、细观相结合的手段,研究不同层理方向炭质页岩微裂缝起裂时间、空间位置和扩展规律及其破裂机制。结果表明:页岩的巴西劈裂强度随层理方向与加载方向角度的增大而逐渐增大;随加载方向与层理面夹角的增加,裂缝萌生的时间逐渐增加,而裂缝从萌生、扩展到贯通所用时间逐渐减少。所有角度试件基本从试件端部萌生裂缝并沿层理面扩展,除90°试件外,不同层理倾角试样主裂缝破裂的位置逐渐偏离中心位置而向试件外侧发展。各角度试件主破坏类型存在一定差异性,除90°试件竖向主裂缝为张拉破坏外,随加载方向与层理面夹角的增加,各加载角度试件的主破裂模式从张拉剪切破坏逐渐过渡为剪切滑移破坏。
【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试验室;三峡大学三峡库区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心;合肥工业大学土木与水利工程学院;
【关键词】： 炭质页岩 巴西劈裂 数字图像相关 时空规律 各向异性
【基金】：国家自然科学基金(No.51322906,No.41272349)~~
【分类号】：TE31
【正文快照】： 1 引言 页岩气是一种重要的非常规战略性补充能源,其分布广泛,开采潜力巨大,是常规能源的理想接替。世界页岩气资源丰富,但由于页岩地层渗透率很低,目前还没有广泛开发。页岩气井钻完井后只有极小量天然裂缝特别发育的井可直接投入生产,大部分都需要压裂改造后才能得到可观的，

本文编号：896030