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Anisotropy in shear-sliding fracture behavior of layered shale under different normal stress conditions

Journal of Central South University 2022年第11期29卷 3678-3694页

作者： FAN Zi-dong XIE He-ping REN Li ZHANG Ru HE Rui LI Cun-bao ZHANG Ze-tian WANG Jun XIE Jing Key Laboratory of Deep Earth Science and Engineering of Ministry of Education(Sichuan University) Chengdu 610065China College of Architecture and Environment Sichuan UniversityChengdu 610065China Guangdong Provincial Key Laboratory of Deep Earth Sciences and Geothermal energy Exploitation and Utilization Shenzhen UniversityShenzhen 518060China

Shear-sliding mode(mode Ⅱ)fracture of rocks is a vital failure form in deep underground *** gain deep insight into the anisotropic shear fracture behaviors of a typical shale under high normal stress conditions,a series of direct shear tests were conducted on double-notched specimens in three typical bedding orientations(i.e.,the arrester,divider,short-transverse orientations)and under five normal *** modeⅡfracture toughness(K_(Ⅱc))is found to exhibit a significant 3D *** maximum K_(Ⅱc)is obtained in the divider orientation,followed by those in the arrester and short-transverse *** contrast,the 3D anisotropy in the critical modeⅡenergy release rate(G_(Ⅱc))is not as significant as that in K_(Ⅱc),and G_(Ⅱc)in the arrester orientation is quite close to that in the divider *** anisotropy in the prepeak input energy accumulated during shearing is found to be exactly consistent with that in G_(Ⅱc),which has not been noted ***,the anisotropies in the modeⅡfracture resistances will,unexpectedly,not be weakened by the high normal *** to the layered structures,tensile cracks are involved during the modeⅡfracture process,resulting in the formation of rough fracture surfaces.

关键词： shale modeⅡfracture fracture toughness critical energy release rate surface morphology

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