页岩抗张力学行为各向异性实验与理论研究

• 作者: 刘梦云 彭念 易晟昊 王浩男 郑南鑫 马天寿
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 页岩 各向异性 抗张强度 CPA理论 声发射 破坏模式
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 地质工程·土木工程
• 页码范围: 1391-1401
• 页数: 11页
• 分类号: TE21
• 字数: 4609字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2020.05.023

摘要

开展彭水龙马溪页岩声波波速、巴西劈裂和声发射监测实验,明确页岩模量、抗张强度、声发射、破坏模式各向异性特征,并基于各向异性抗张强度CPA理论,分析页岩抗张强度及破裂角影响因素及变化规律.研究结果表明:1)随着加载角θ(加载方向与页岩层理面的夹角)增加,纵横波波速逐渐降低,抗张强度逐渐增加,破坏模式出现"简单—复杂—简单"的转变;2)随着微观参数Ω0(表征页岩强度空间分布)的增加,抗张强度逐渐增大,破裂角βf(破坏面与基准线的夹角)在θ较小时逐渐增大,在θ较大时逐渐减小;3)径向应力对抗张强度及破裂角也有显著影响,随着径向压应力增加,抗张强度增加、βf逐渐减小,而随着径向拉应力增加,抗张强度降低、βf逐渐增大;4)随着抗张强度各向异性程度增加,抗张强度与βf逐渐增大,并且βf最大值会由较小θ逐渐偏向较大的θ.