不同角度充填节理花岗岩剪切裂纹扩展规律及断裂机制研究

韩学贤, 张士川, 沈宝堂, 柴顺杰, 张有成, 张伟强

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山东科技大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (02) : 13-21. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2024.02.002

不同角度充填节理花岗岩剪切裂纹扩展规律及断裂机制研究

  • 韩学贤, 张士川, 沈宝堂, 柴顺杰, 张有成, 张伟强
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摘要

增强型地热系统储层中岩体节理通常含有充填物,充填节理的剪切力学行为直接影响储层渗透性及连通性。基于不同角度充填节理花岗岩直剪试验,研究了充填节理花岗岩剪切破坏的力学特性、损伤变量演化及裂纹扩展规律。结果表明:充填物及节理角度影响花岗岩抗剪强度,表现为充填物改变裂纹扩展介质,节理角度影响花岗岩剪切时节理面的受力状态;充填节理花岗岩损伤破坏过程分为裂纹闭合、裂纹萌生发育、裂纹扩展破坏3个阶段,损伤变量随着损伤过程进行呈不断增大趋势;节理花岗岩剪切裂纹扩展方向可分为水平方向及平行节理方向,0°与90°节理试件剪切裂纹沿水平方向扩展直至贯通试件,30°、45°与60°节理试件剪切裂纹扩展方向与自身节理角度一致。

关键词

岩石力学 / 充填节理 / 节理倾角 / 断裂机制 / 损伤演化

中图分类号

P314 / TU45

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韩学贤, 张士川, 沈宝堂, 柴顺杰, 张有成, 张伟强. 不同角度充填节理花岗岩剪切裂纹扩展规律及断裂机制研究. 山东科技大学学报(自然科学版). 2024, 43(02): 13-21 https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2024.02.002

基金

国家自然科学基金项目(52004147,51974173); 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室2020年开放基金项目(GJNY-20-113-19); 山东省自然科学基金项目(ZR2020QE129)

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