细观特征对片岩起裂应力与裂纹扩展各向异性的影响

作者：尹晓萌; 晏鄂川; 黄少平; 冯波; 王鲁男

来源：岩石力学与工程学报, 2019, 38(07): 1373-1384.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2018.1401

• 岩石力学
• 石英云母片岩
• 起裂应力
• 裂纹扩展
• 各向异性
• 细观因素

压缩作用下,含片理面脆性片岩的渐进破坏表现出各向异性。为探讨片岩起裂应力与裂纹扩展各向异性特征及其与岩石细观因素的相关性,选取3类石英云母片岩样品,首先开展岩样的细观试验,并定量分析3类样品在微裂隙(孔隙)的细观特征方面的差异。试验发现样品中的云母矿物易定向聚集形成非均质层,微裂隙主要沿该矿物边缘定向展布,而在其他部位则表现出方向的不规则性。进而开展不同片理角α圆柱试样的单轴压缩试验,基于试样破坏形态与应力–应变曲线特征,通过断裂力学的理论分析,得出轴压斜交(α=30°)与垂直(α=90°)非均质层作用时,定向微裂隙与具有优势角的不规则微裂隙(孔隙)分别控制着岩石的起裂;云母矿物的边缘弱面是否对裂纹扩展具有导向、促进作用,与加载方向密切相关,由此造成不同片理角试样宏观剪切破坏形态的差异。应力、应变数据的统计分析结果与细观数据表明,试样的起裂应力及起裂应力水平表现出较好的规律性,这与岩石的非均质特征、微裂隙(孔隙)特征(分布、数量、尺寸、性质)等相关。

• 单位
  中国地质大学（武汉）; 土木工程学院; 信阳师范学院; 辽宁石油化工大学