金属矿山 ›› 2024, Vol. 53 ›› Issue (2): 137-.
晏旭龙1 邬忠虎1 蓝宝锋2 姜海申2 余 俊1 杨先超1
YAN Xulong1 WU Zhonghu1 LAN Baofeng2 JIANG Haishen2 YU Jun1 YANG Xianchao1
摘要: 研究同种材料页岩不同尺寸及不同层理倾角下对其力学特性和破坏特征的影响,为黔北地区凤冈三区 下寒武纪统褐色页岩在水力压裂下页岩气开采提供重要理论指导。基于RFPA2D-Flow 软件构建页岩模型,控制围压 为10 MPa,水压为8 MPa,石英含量固定为40%。设置4 组高宽比为1、2、3、4,每组高宽比设置不同层理倾角为0°、 30°、60°、90°。共计实验组数为16 组,分析了层理倾角与尺寸效应对页岩应力—应变曲线特征、峰值强度、变形特征、 和破坏特征的影响。研究表明:页岩基质的弹性模量与峰值强度皆具有尺寸效应,页岩的弹性模量与峰值强度受层 理倾角影响显著,均表现出明显的各向异性。同高宽比作用下,随着层理倾角的增加,抗压强度呈“V”型曲线。基于 不同层理倾角和高宽比试件的裂纹分布,可将破坏模式分为3 种,即Ⅰ型、多折线型、火焰型破坏,所有模型以Ⅰ型破 坏模式居多。高宽比为1、3 和4 时主要发生拉伸破坏,伴随少量剪切破坏,表明试件抗压不抗拉的特点,高宽比为2 时,拉伸破坏与剪切破坏均衡,表明试件既不抗压也不抗拉的特点。