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摘要
为了研究不同起裂方式下水力裂缝三维扩展特征，采用真三轴水力压裂物理模拟试验机，开展定向压裂与钻孔压裂试验，结果表明：定向压裂裂纹从预制裂纹尖端起裂，向中间主应力方向转向，裂纹呈双翼弯曲形态，其整体仍平行于最大主应力方向。钻孔压裂裂纹在钻孔轴向对称位置起裂，呈椭圆形自相似扩展特征，裂纹倾向垂直于最小主应力。裂纹最终扩展方位不受起裂方式主导，而是由地应力场决定。水力压裂过程呈现憋压起裂和稳压扩展两个典型阶段。憋压起裂阶段，泵压急剧上升达到破裂压力后又迅速跌落，声发射能量骤增且波动剧烈。稳压扩展阶段，泵压曲线呈锯齿状波动发展并趋于平稳，声发射能量水平相对较低。研究结论可为煤矿坚硬顶板压裂施工提供参考。
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