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摘要
为了揭示三轴压缩下砂岩的细观破裂规律，以砂岩室内三轴压缩试验为基础，结合非均质晶质模型（Grain-Based model, GBM）和矩张量理论模拟砂岩内部裂纹衍生、声发射事件及破裂强度发展特征，推导砂岩内微裂纹衍生过程、声发射响应特征规律，从细观尺度上综合分析裂纹以及声发射事件的时空演化过程。结果表明：在三轴压缩下砂岩的起裂阶段内，微裂纹在试样内部随机分布，位移场呈水平层状分布。随着载荷增加，微裂纹增多并逐渐贯通成两条宏观裂纹，位移场偏移且非均质性明显；裂纹在孕育期发展缓慢，当达到发展期时，裂纹以极高的非线性速率增长，裂纹发展顺序为晶间拉伸裂纹、晶间剪切裂纹、晶内拉伸裂纹、晶内剪切裂纹；试样内部拉伸裂纹占比高达83.2%，以拉伸破坏为主；试样声发射事件数与裂纹条数呈负指数关系，单次声发射事件产生一条微裂纹次数占比为75.60%，声发射事件数、微裂纹数与破裂强度近似呈正态分布。
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单位油气藏地质及开发工程国家重点实验室; 西南石油大学
