张拉作用下页岩裂缝扩展演化机制研究

论文摘要

为深入认识张拉作用下页岩裂缝的扩展演化机制及其层理方向效应,通过三点弯曲和巴西劈裂试验,系统研究张拉作用下不同层理方位页岩裂缝的扩展演化形态,探讨裂缝的扩展演化机制及其层理方向效应。结果表明:（1）三点弯曲时,裂缝沿Arrester方位扩展时,会出现弱层理开裂和断裂路径偏移,易分叉、转向形成复杂的扩展形态;裂缝沿Divider方位扩展时,会出现断裂路径偏移,易剪切转向;裂缝沿层理扩展时,断裂路径为层理,较平直,无转向现象。（2）巴西劈裂时,层理方位对裂缝的起裂点、起裂机制、扩展路径和扩展机制等影响较大;垂直或斜交层理加载时,裂缝多自加载鄂起裂,扩展路径一般呈弧形,多伴随沿层理和贯穿层理的剪切破裂,且扩展中张拉和剪切断裂此消彼长,共同控制裂缝的扩展形态;仅Short-Transverse方位裂缝自圆盘中心起裂,扩展路径为层理,无转向现象,为纯张拉裂缝。（3）张拉裂缝沿层理扩展时,应力能促使其转向;而当张拉裂缝垂直或斜交层理扩展时,易出现分叉、转向和弱层理开裂等复杂扩展行为,形成相对较复杂的扩展形态;裂缝的复杂扩展行为与受力条件、裂缝与层理的相对方位直接相关,层理和受力条件对裂缝的扩展起主控作用。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 衡帅,刘晓,李贤忠,张小东,杨春和

关键词: 岩石力学,张拉作用,裂缝扩展,扩展机制,层理方向效应

来源: 岩石力学与工程学报 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 河南理工大学能源科学与工程学院,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

基金: 国家自然科学基金资助项目(51804100),河南省高等学校重点科研项目计划(19A440010),河南理工大学博士基金项目(660207,009)~~

分类号: TU45

DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2019.0270

页码: 2031-2044

总页数: 14

文件大小: 1138K

下载量: 530

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