本文選題：頁巖　切入點：起裂應(yīng)力　出處：《煤炭學(xué)報》2017年04期

【摘要】：為研究頁巖在破壞過程中的起裂機(jī)制,對具有不同層理傾角的頁巖巖樣進(jìn)行了不同圍壓下的常規(guī)三軸壓縮實驗,基于裂紋體積應(yīng)變拐點和巖樣體積應(yīng)變拐點分別確定了頁巖的起裂應(yīng)力和裂紋損傷應(yīng)力。試驗結(jié)果表明,在相同圍壓下,層理傾角對頁巖巖樣的起裂應(yīng)力大小影響很小,但對裂紋損傷應(yīng)力的影響較大,這最終導(dǎo)致了頁巖破壞模式和破壞強(qiáng)度對層理傾角的依賴性;當(dāng)層理傾角相同時,隨著圍壓增大,頁巖起裂應(yīng)力與峰值應(yīng)力的比值變化逐漸增大,而裂紋損傷應(yīng)力與峰值應(yīng)力的比值變化很小,說明在層理傾角相同的條件下圍壓對頁巖中裂紋的起裂有顯著的影響,而對裂紋的非穩(wěn)定擴(kuò)展影響較小;基于斷裂力學(xué)的壓剪裂紋模型解釋了頁巖的起裂機(jī)制,并利用試驗數(shù)據(jù)驗證了該模型的合理性;利用該模型預(yù)測頁巖中含有裂紋的平均長度約為0.985 mm,與現(xiàn)有文獻(xiàn)中的結(jié)果較吻合;同時該模型的計算結(jié)果表明當(dāng)頁巖中的壓剪裂紋長度超過3 mm時,裂紋長度對頁巖起裂應(yīng)力的影響不顯著。
[Abstract]:In order to study the fracture initiation mechanism of shale in the process of failure, conventional triaxial compression experiments were carried out for shale samples with different bedding dip angles under different confining pressures. The crack initiation stress and crack damage stress are determined based on the crack volume strain inflection point and the rock sample volume strain inflection point, respectively. The experimental results show that under the same confining pressure, the bedding dip angle has little effect on the initial crack stress of shale rock samples. However, the effect on crack damage stress is great, which leads to the dependence of shale failure mode and failure strength on bedding dip angle, and when the bedding dip angle is the same, with the increase of confining pressure, The ratio of crack initiation stress to peak stress increases gradually, while the ratio of crack damage stress to peak stress changes little, indicating that confining pressure has a significant effect on crack initiation in shale under the same bedding dip angle. The compressive shear crack model based on fracture mechanics explains the fracture initiation mechanism of shale, and the rationality of the model is verified by experimental data. The model is used to predict the average length of crack in shale is about 0.985 mm, which is in good agreement with the results in existing literatures, and the calculated results show that when the length of compression shear crack in shale exceeds 3 mm, The effect of crack length on shale initiation stress is not significant.
【作者單位】： 四川大學(xué)能源安全與災(zāi)害力學(xué)教育部重點實驗室;四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院;四川大學(xué)新能源與低碳技術(shù)研究院;
【基金】：四川省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃資助項目(2015JY0280) 四川省科技支撐計劃資助項目(2012FZ0124) 國家自然科學(xué)基金資助項目(41472271)
【分類號】：TU45

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本文編號：1676323