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摘要
为深入研究典型页岩在高法向压力条件下的各向异性剪切断裂力学特性和断面形貌特征，对龙马溪页岩开展了3种典型层理方向(arrester, divider和short-transverse)和5种不同法向应力条件下的双边槽直接剪切试验，并使用激光扫描仪对剪切断面进行扫描与重构。结果表明，Ⅱ型断裂韧度(KⅡc)在divider方向最大，arrester方向次之，short-transverse方向最小，表现出强烈的三维各向异性。相比之下，临界Ⅱ型能量释放率(GⅡc)在arrester和divider方向较为接近，未表现出明显的三维各向异性。值得注意的是，在剪切阶段峰前输入的能量与GⅡc具有相同的各向异性特征。研究结果还表明，高法向压力提高了Ⅱ型断裂强度参数，但各向异性程度并没有被削弱。此外，受层理弱面影响，页岩在Ⅱ型断裂过程中仍会产生拉伸裂纹，最终形成粗糙的剪切断裂面，且页岩剪切断面分形维数、粗糙系数和粗糙面起伏度均表现出显著三维各向异性特征。
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