酸蚀作用对岩石裂隙剪切行为的影响规律研究

作者：张重远; 窦子豪; 周伦仕; 李津津; 赵志宏^*; 李鉴峰; 陈进帆; 张士安; 赵星光

来源：岩石力学与工程学报, 2023, 42(S1): 3256-3265.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2022.0588

• 岩石力学
• 干热岩
• 水力压裂
• 酸蚀作用
• 岩石裂隙
• 剪切行为
• 损伤体积

水力–酸化多级交替激发已成为深部热储增产改造的关键技术。以青海共和花岗岩裂隙为研究对象，对每一块裂隙试样均实施6次不同酸化处理的直剪试验。试验结果表明：(1)经历多次直剪试验后，岩石裂隙的剪切力学行为由脆性破坏变为韧性破坏，峰值抗剪强度明显降低，而残余抗剪强度变化不明显；(2)经酸蚀处理后，岩石裂隙的剪切力学行为仍表现为韧性破坏，但峰值与残余抗剪强度均有明显降低；(3)基于经典摩擦学理论，提出粗糙裂隙剪切体积计算公式，与试验结果吻合较好；(4)酸蚀处理后，不同矿物的差异化溶蚀速率增加裂隙表面粗糙度，然而，剪切在裂隙面内诱发的大量微裂缝进一步促进酸蚀作用，进而显著劣化裂隙表面凸起体强度，后者占据竞争的主导地位，从而导致岩石裂隙表现出弱化效应。

• 单位
  核工业北京地质研究院; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 土木与环境工程系; 中国矿业大学（北京）; 清华大学; 中国地质科学院地质力学研究所