页岩Ⅰ型断裂韧性测试及跨尺度裂缝表征研究

论文摘要

断裂韧性作为表征岩石断裂特性的一项重要参数,在岩石裂缝的起裂和扩展中起着至关重要的作用。在近几十年来,前人开展了大量的断裂韧性测试工作。此项研究基于双悬臂梁断裂韧性测试方法,对页岩的本征尖锐裂缝的断裂韧性进行测试,并通过环境扫描电子显微镜进行裂缝的跨尺度表征。结论表明5 mm厚度的样品足以保证测试的准确性和可重复性。同时,线弹性断裂力学中对过程区尺度的预测在实验中得到了很好的验证。裂缝的迂曲度的分形特征表明裂缝在不同尺度下有着不同的裂缝长度。在微观尺度下,裂缝以微裂纹连接的方式进行扩展。整个裂缝扩展过程中,缝尖附近的微裂纹始终处在相互竞争的状态之中,竞争成功的微裂纹最终成变为主裂纹,竞争失败的微裂纹在主裂纹继续扩展之后会因为应力释放而闭合。此项研究对岩石裂缝的测量和表征有着指导性意义。

论文目录

• 0 引言
• 1 双悬臂梁样品及实验过程
• 2 页岩一型裂缝的微观观测
• 3 裂缝的分形特征
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 董京楠,金衍,陈勉,洪国斌

关键词: 断裂韧性,双悬臂梁,裂缝长度,裂缝竞争

来源: 地下空间与工程学报 2019年S1期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 中国石油大学(北京)石油工程学院

基金: 国家自然科学基金(51490651)

分类号: TU45

页码: 205-210

总页数: 6

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