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富有机质页岩各向异性力学特性试验研究

         
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摘要

为了研究层状页岩各向异性力学特性为工程应用提供依据,开展了页岩巴西劈裂试验和单轴、三轴压缩试验.研究结果表明,随着层理角度增加,层状页岩纵横波速均逐渐降低;页岩抗拉强度随着层理角度增加先降低后升高呈现出U型变化规律;θ=0°和θ=90°时页岩圆盘以直线形裂缝破坏为主,θ=45°时以曲线形裂缝为主;单轴压缩时应力-应变曲线为Ⅱ类曲线;θ=0°时为沿层理的拉伸劈裂破坏,θ=45°时以剪切滑移破坏为主,θ=90°时主要为剪切破坏;同一围压下随着层理角度升高,弹性模量仍逐渐降低,抗压强度仍呈现U型变化规律,泊松比变化较为离散;θ=0°时为共轭剪切破坏,θ=45 °时主要为剪切滑移破坏,θ=90°时为贯穿层理的宏观剪切破裂面;弹性模量、泊松比各向异性指数随着围压增加呈升高趋势,抗压强度各向异性指数随着围压升高而降低.通过试验得到页岩5个独立弹性参数可为深入分析页岩地层的井壁稳定性、地应力及水力压裂等提供技术参考.

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