本文關(guān)鍵詞：不同應(yīng)變速率下泥頁(yè)巖力學(xué)特性試驗(yàn)研究

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【摘要】：為了揭示泥頁(yè)巖在不同應(yīng)變速率下的力學(xué)特征,為頁(yè)巖氣的開采提供科學(xué)指導(dǎo),分別在5×10-4/s、1×10-4/s、1×10-5/s、1×10-6/s四種不同應(yīng)變速率下對(duì)頁(yè)巖開展單軸壓縮力學(xué)試驗(yàn)。研究表明,應(yīng)變速率對(duì)頁(yè)巖的彈性模量、峰值強(qiáng)度、破裂形態(tài)等具有顯著影響,應(yīng)變速率從高到低,彈性模量和峰值強(qiáng)度都呈逐漸降低趨勢(shì),但下降速度逐漸放緩,兩者與應(yīng)變速率負(fù)對(duì)數(shù)大致呈冪函數(shù)關(guān)系,而采用平均值擬合時(shí)則相關(guān)性較高,相對(duì)而言,彈性模量的應(yīng)變率效應(yīng)更顯著;應(yīng)變速率對(duì)破裂形態(tài)的影響極為明顯,在高應(yīng)變速率下頁(yè)巖迅速劈裂為較少的大塊,整體構(gòu)架喪失,隨著應(yīng)變速率降低,破裂過(guò)渡為劈裂為主,伴隨局部剪切破壞,達(dá)到最低應(yīng)變速率時(shí)主要呈劈裂破壞,但同時(shí)形成較多橫向分布裂紋,即低應(yīng)變速率下破壞均勻且形成縱橫切割試樣的網(wǎng)狀裂紋,頁(yè)巖的應(yīng)變速率在整體上對(duì)破裂方式影響最為顯著,主要表現(xiàn)為低應(yīng)變速率下的破壞更均勻、更易形成裂紋網(wǎng)。因此,該特性對(duì)于確立頁(yè)巖力學(xué)參數(shù)及設(shè)計(jì)壓裂方案具有重要啟發(fā)作用。
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;西南科技大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院;重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 頁(yè)巖 應(yīng)變速率 力學(xué)特性 彈性模量 峰值強(qiáng)度 破壞模式 裂紋網(wǎng)
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(No.50774076,No.50725414) 四川省科技支撐項(xiàng)目(No.2013GZ0071)
【分類號(hào)】：TU452
【正文快照】： 1引言巖體在動(dòng)力效應(yīng)下(爆破、巖爆、動(dòng)載)與其在靜力條件下(蠕變、構(gòu)造運(yùn)動(dòng))的力學(xué)特性具有極大的差異,這在唯象學(xué)上主要表現(xiàn)為力學(xué)參數(shù)(彈性模量、泊松比、峰值強(qiáng)度等)的不同,而其力學(xué)機(jī)制卻反映了巖石內(nèi)部在不同變形及加載速率下能量吸收/釋放、微破裂孕育演化的響應(yīng)特征。

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