發(fā)布時(shí)間：2021-08-11 04:39

　　為了研究宜賓珙縣地區(qū)下志留統(tǒng)龍馬溪組頁(yè)巖的力學(xué)性質(zhì),采集該地區(qū)兩處露頭頁(yè)巖巖樣,用于單軸抗壓和抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:不管是抗壓強(qiáng)度還是抗拉強(qiáng)度,D003系列巖樣（最大抗壓強(qiáng)度范圍:24.81～45.56 MPa;最大抗拉強(qiáng)度范圍:0.44～4.67 MPa）基本都高于D002系列巖樣（最大抗壓強(qiáng)度范圍:31.82～87.75 MPa;最大抗拉強(qiáng)度范圍:3.49～5.45 MPa）。頁(yè)巖在單軸受壓直至破壞的過(guò)程中,層理對(duì)頁(yè)巖的破壞模式和破壞載荷有明顯影響:頁(yè)巖層理越發(fā)育,破壞載荷就越小,且頁(yè)巖破裂方向與巖樣自身層理方向基本一致。同時(shí),劈裂試驗(yàn)的裂縫斷口方向也與頁(yè)巖本身的層理方向基本吻合。通過(guò)對(duì)比分析可知,宜賓珙縣地區(qū)頁(yè)巖的抗拉強(qiáng)度和單軸抗壓強(qiáng)度均具有一定的各向異性,但總體來(lái)說(shuō),該地區(qū)頁(yè)巖的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度,這表明宜賓珙縣地區(qū)下志留統(tǒng)龍馬溪組頁(yè)巖在受載時(shí)更容易出現(xiàn)拉伸破壞。研究結(jié)果可為該地區(qū)進(jìn)行頁(yè)巖氣鉆井、壓裂改造的設(shè)計(jì)提供有益參考。 

【文章來(lái)源】：礦物巖石. 2020,40(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

D003系列巖石抗拉強(qiáng)度前后試驗(yàn)對(duì)比

根據(jù)試驗(yàn)得到的D002和D003系列頁(yè)巖抗壓縱向形變位移量和載荷力值數(shù)據(jù),得到頁(yè)巖力值與位移的關(guān)系,頁(yè)巖在抗壓時(shí)力值的大小隨縱向的形變量之間的關(guān)系如圖3所示。從表1和圖3可以看出,兩組巖樣的最大抗壓范圍明顯不同,D002系列為24.81～45.56 MPa,D003系列31.82～87.75 MPa,D003系列巖樣的最大抗壓強(qiáng)度明顯高于D002系列巖樣的最大抗壓強(qiáng)度。究其原因,主要是因?yàn)镈002系列巖樣的層理發(fā)育程度比D003系列巖樣的更高。另一方面,D002系列巖樣50%的縱向形變基本小于D003系列巖樣50%的縱向形變,這說(shuō)明D002系列巖樣的空隙度比D003系列巖樣的空隙度更大,以至于D002系列巖樣的彈性模量也基本大于D003系列巖樣的彈性模量。這說(shuō)明頁(yè)巖巖樣自身層理的發(fā)育程度對(duì)抗壓強(qiáng)度和破裂方式有明顯的影響。

從圖1和圖2可以看出,不管是D002系列巖樣還是D003系列巖樣都發(fā)育有不同程度的層理,其中D002系列巖樣比D003系列巖樣層理發(fā)育程度更高,兩組試樣的取芯方向與層理面夾角主要在0°～15°范圍內(nèi)。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,兩組試樣在受力方向、直徑、高度等其它條件完全相同的情況下,層理對(duì)頁(yè)巖強(qiáng)度有明顯影響。D002和D003系列頁(yè)巖破壞模式充分體現(xiàn)了脆性層狀巖體的破壞形態(tài),頁(yè)巖破裂時(shí),主要沿著平行層理面豎向劈裂,此時(shí)層理在頁(yè)巖受力破壞中起到主導(dǎo)作用,這與姚光華[14]、梁利喜[16]等人的研究結(jié)果是一致的。當(dāng)巖樣達(dá)到最大載荷后,形成的裂縫與巖樣自身層理也有關(guān),即巖樣破裂方向與巖樣自身層理方向基本一致。巖樣層理越發(fā)育,巖樣達(dá)到破裂的時(shí)間越短,破壞載荷就越小。這說(shuō)明單軸壓縮破壞模式多為明顯的順層理面的滑移破壞,在水力壓裂過(guò)程中,壓裂液進(jìn)入到層理面內(nèi),極易壓開(kāi)層理面,但難于形成網(wǎng)絡(luò)裂縫。圖2 D003系列頁(yè)巖單軸抗壓試驗(yàn)前后對(duì)比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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