基于巴西劈裂试验的页岩声发射与能量分布特征研究

• 作者: 刘国军 周军平 张树文 腾俊洋 蒋翔 鲜学福
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 页岩 巴西劈裂 层理 声发射 能量概率密度
• 年，卷（期）: 2017,（z2）
• 页码范围: 346-353
• 页数: 8页
• 分类号: TD034
• 字数: 6204字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2017.0743

摘要

为探究不同角度层理下页岩力学特性和声发射特征,通过对不同角度层理龙马溪组页岩的巴西劈裂试验、声发射测试以及3DEC数值模拟研究,对页岩破坏模式进行了对比分析.研究结果表明:由于页岩具有明显的层理构造,其抗拉强度具有明显的各向异性.页岩巴西劈裂应力-时间曲线可划分为3个阶段,对低角度层理,受载的累计声发射曲线表现为“平缓—陡增”增长模式;对高层理角度,累计声发射曲线表现为“台阶式”增长模式.研究物理实验与3DEC数值模拟结果均表明页岩破裂模式与层理角度密切相关,页岩声发射能量概率密度P(E)均较好的满足幂定律,层理效应并不改变声发射能量的尺度不变性.层理角度为90°时,能量概率密度曲线的临界参数最大,在低能量区间的声发射信号所占比例更大,利用临界参数可以对巴西劈裂试验过程中页岩损伤程度进行表征.研究成果可对页岩气压裂工程的设计提供借鉴.