【摘要】：目前用于評(píng)價(jià)頁(yè)巖可壓性的脆性指數(shù)大都孤立地考慮峰值前后的力學(xué)特性,并不能反映巖石整個(gè)破壞過(guò)程的脆性特征�；趲r石的全應(yīng)力 應(yīng)變曲線,分析巖石材料由塑性變形轉(zhuǎn)化為脆性斷裂過(guò)程中各種應(yīng)變能的演化規(guī)律,認(rèn)為峰前耗散能和峰后斷裂能水平是決定巖石是否發(fā)生脆性斷裂的本質(zhì)因素。結(jié)合這2種能量建立能反映巖石破壞前后力學(xué)特征的脆性評(píng)價(jià)指數(shù),對(duì)不同巖石材料在不同圍壓下的脆性特征以及頁(yè)巖脆性的各向異性進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明:建立的脆性評(píng)價(jià)指數(shù)能同時(shí)反映巖石脆性破壞的難易程度和脆性的強(qiáng)弱,可評(píng)價(jià)不同力學(xué)條件下的脆性變化特征。不同巖石材料峰前耗散能以及峰后斷裂能隨著圍壓增大而增大,脆性程度不斷降低,但降低趨勢(shì)有所不同,紅砂巖和頁(yè)巖分別在低圍壓時(shí)和高圍壓時(shí)出現(xiàn)了脆 塑性的轉(zhuǎn)化,而花崗巖在圍壓不斷增大的整個(gè)過(guò)程中都保持著較強(qiáng)的脆性。另外頁(yè)巖脆性具有明顯的各向異性,不同層理方向的頁(yè)巖所表現(xiàn)出的脆性程度差異顯著,隨著層理傾角b的增大,頁(yè)巖脆性表現(xiàn)出穩(wěn) 減 增的變化趨勢(shì),β=0°時(shí)頁(yè)巖的脆性程度要強(qiáng)于β=90°時(shí),β=60°時(shí)頁(yè)巖脆性最弱且表現(xiàn)出很強(qiáng)的塑性特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好地驗(yàn)證了提出的脆性指數(shù)的可靠性,研究成果為巖石脆性的定量評(píng)價(jià)提供了一條新思路。
[Abstract]:At present, most of the brittle indices used to evaluate shale compressibility consider the mechanical properties before and after the peak value in isolation, and can not reflect the brittleness characteristics of the whole rock failure process. Based on the full stress strain curve of rock, the evolution law of various strain energy during the transformation of rock material from plastic deformation to brittle fracture is analyzed. It is considered that pre-peak dissipation energy and post-peak fracture energy level are essential factors to determine whether brittle fracture occurs in rock. Combined with these two kinds of energy, the brittleness evaluation index which can reflect the mechanical characteristics of rock before and after failure is established, and the brittleness characteristics of different rock materials under different confining pressures and the anisotropy of shale brittleness are evaluated. The results show that the index of brittleness evaluation can reflect the degree of brittleness failure and the strength of brittleness at the same time, and can be used to evaluate the characteristics of brittleness variation under different mechanical conditions. The pre-peak dissipation energy and post-peak fracture energy of different rock materials increase with the increase of confining pressure, and the brittleness decreases continuously, but the decreasing trend is different. At low confining pressure and high confining pressure, the brittle ductility of red sandstone and shale are transformed respectively. The granite maintains strong brittleness during the whole process of increasing confining pressure. In addition, shale brittleness has obvious anisotropy, and the brittleness degree of shale with different bedding direction is obviously different, with the increase of bedding dip angle b, The brittleness of shale shows a tendency of steady decreasing and increasing. The brittleness of shale at 尾 = 0 擄is stronger than that at 尾 = 90 擄, and the brittleness of shale at 尾 = 60 擄is the weakest and shows a strong plastic characteristic. The experimental results verify the reliability of the proposed brittleness index and provide a new idea for the quantitative evaluation of rock brittleness.
【作者單位】： 東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目(2016ZX05046004 004) 東北石油大學(xué)研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目(YJSCX2017 009NEPU)~~
【分類號(hào)】：TU45

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本文編號(hào)：2278909