考虑层理影响页岩巴西劈裂及声发射试验研究

作     者：侯鹏 高峰 杨玉贵 张志镇 高亚楠 张向向 张骥 HOU Peng;GAO Feng;YANG Yu-gui;ZHANG Zhi-zhen;GAO Ya-nan;ZHANG Xiang-xiang;ZHANG Ji

作者机构：中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221116 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2016年第37卷第6期

页      面：1603-1612页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展项目(973计划)(No.2011CB201205) 国家自然科学基金项目(No.51204161 No.51404250) 江苏省自然科学基金项目(No.BK20140189) 中国博士后科学基金资助项目(No.2014M550315 No.2014M550316) 

主　　题：页岩 巴西劈裂 声发射 各向异性 裂纹扩展 

摘      要：基于不同层理角度的页岩巴西劈裂试验,利用高速摄像系统和声发射系统,对页岩力学特性、裂纹扩展及声发射特征的层理效应进行了深入研究。结果表明：（1）页岩巴西劈裂破坏过程可以分为压密、弹性和破坏3个阶段;（2）页岩抗拉强度、劈裂模量和应力峰值时变形的各向异性特征明显,层理角度θ=30°时,层理效应最为明显,θ=90°时影响最小;（3）θ=0°和θ=15°时试样的裂纹破坏面基本是沿着层理面,θ=30°时裂纹面交切层理面,与加载基线面重合,θ=45°～90°的各试样的断裂面呈不同程度的偏离加载基线面,为弧面或曲面;（4）θ=30°和θ=45°为破坏机制转化角,其中θ=30°为沿着层理面压致性张拉开裂转化为交切层理面开裂的转化角,θ=45°为交切层理面开裂转化为交切层理面且沿着层理面不同程度的剪切滑移开裂的转化角;（5）声发射活动性和能量释放随层理角度的增加而加强,主要因为受层理角度的影响,其破坏机制不同,这也进一步验证了页岩随层理角度的变化,其破坏机制的各向异性。能率峰值与抗拉强度具有很好的线性关系,表明声发射能率峰值能很好地反映岩石抗拉伸破坏的程度。