龙马溪组页岩脆性特征试验研究

侯振坤¹，杨春和^1,2，魏翔¹，王磊²，魏元龙¹，徐峰²，汪虎²

1. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室2. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室

摘 要：基于应力应变曲线,采用反映脆性破坏难易程度的脆性跌落系数R、反映脆性强弱的应力降系数P和软化模量M,建立了脆性评价综合指标B_d1和B_d2。通过页岩的单三轴试验,验证了B_d1和B_d2的适用性,该指标可以有效反映页岩在破坏前后抵抗非弹性变形的能力和丧失承载力的情况,基于该指标讨论了取芯角度为0°,30°,60°和90°页岩的脆性各向异性,并与破坏模式相对应,得到如下结论:1B_d1侧重性强,可自由选择参数,B_d2综合性强,对围压比较敏感,与围压拟合为指数函数关系;2页岩脆性随围压的增加整体呈减弱势,低围压下下降速度快,高围压下下降速度慢,同围压下,90°时脆性指数最大,30°时最小;3单轴压缩下,破坏模式和脆性指标密切相关,0°和90°脆性指数最高,60°次之,30°最小;2²0 MPa围压下,0°时脆性指数下降速率最快;20³0 MPa围压下,0°,30°和60°取芯页岩脆性指数出现了"上扬"现象,90°未出现上扬;4围压通过对侧向位移限制和对层理面的压实效应来影响脆性指数,低围压下,侧向位移限制占主导,脆性减小;高围压下,压实效应占主导,脆性稍增。

关键词：页岩;脆性指标;层理面;破坏模式;各向异性;