黑色页岩力学特性及各向异性特性试验研究

摘要：

为了研究黑色页岩的力学特性和各向异性特征，对下寒武统牛蹄塘组黑色页岩行地化参数分析，牛蹄塘组黑色页岩的脆性矿物成分高达79.01%；利用扫描电镜获得页岩的微观结构，牛蹄塘组黑色页岩具有明显的层状沉积特征和层状薄片矿物结构。利用东北大学和长春朝阳试验仪器有限公司联合研制的ROCKMAN207系统对不同层理角度的黑色页岩试样进行三轴压缩试验，获得黑色页岩试样的全应力-应变曲线和破坏模式，并对比分析围压和层理角度对黑色页岩力学行为和破坏模式的影响。结果表明：(1)黑色页岩应力-应变曲线无明显的孔隙、裂隙压密阶段，峰前应力-应变曲线近似为直线段。(2)黑色页岩的破坏模式与围压条件和层理面角度有关，低围压条件下，黑色页岩破裂后易形成较为复杂的裂隙网络；轴向加载方向与黑色页岩层理平行时，易形成复杂的裂隙网络。(3)黑色页岩具有波速和强度各向异性的特征，随着层理角度β的增加，黑色页岩的波速呈现降低的趋势，黑色页岩各向异性强度特征曲线形状近似为U型；黑色页岩的强度各向异性系数随着围压的增加逐渐降低。

关键词：岩石力学、黑色页岩、力学特性、破坏模式、波速各向异性、强度各向异性

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金重点项目11232014

在线出版日期：2014-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1772-1779