岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (6): 1557-1570.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1608
王鲁男1, 2,陶传奇1, 2,尹晓萌3,韩杰1, 2,杨磊1,张甘平1
WANG Lu-nan1, 2, TAO Chuan-qi1, 2, YIN Xiao-meng3, HAN Jie1, 2, YANG Lei1, ZHANG Gan-ping1
摘要: 油页岩矿层中有机质的不均匀分布导致岩石的力学响应与破坏机制有所差异。为此,综合运用单轴压缩试验、数字图像相关方法及红外热成像技术,研究不同有机质丰度下油页岩加载全程的变形场、温度场及能量演化特征,揭示有机质丰度对油页岩力学特性与变形破坏机制的影响。研究表明:随着有机质丰度增高,油页岩的应力−应变特征总体呈现衰减趋势,延展性显著提升;破坏模式从劈裂型张拉向张拉−剪切复合型发展,这归因于有机质丰度改变了层理弱面对宏观裂纹发育的控制程度。变形场和温度场在加载作用下具有明显的局部化特征,表面变形量、红外温度均随有机质丰度增高而增大,两场分异程度也随之增强。此外,有机质丰度也影响着油页岩的能量转化及分配规律,随着有机质丰度增高,油页岩的吸能、储能及释能性质减弱,而耗能性质增强,整体能量状态降低。这是不同有机质丰度的油页岩力学特性与变形破坏规律存在差异的本质诱因。
中图分类号:
[1] | 李英杰, 张亮, 王炳乾, 刘圣鑫. 基于CT扫描和数字体相关法的页岩 各向异性三维变形场特征研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 134-144. |
[2] | 王磊, 张睿, 杨栋, 康志勤, 张鹏宇, . 实时高温富有机质页岩变角剪切力学特性及应变场演化研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2579-2592. |
[3] | 汪洋, 陈文化. 基于裂隙形状函数的自然环境高温下花岗岩 裂隙尖部非线性温度场[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 267-274. |
[4] | 黄建华, 严耿明, 覃少杰, . 液氮冻结加固冻结管内换热机制及 对流换热系数研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2624-2633. |
[5] | 张科, 李娜, 陈宇龙, 刘文连, . 裂隙砂岩变形破裂过程中应变场及红外辐射 温度场演化特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 95-105. |
[6] | 周祥运, 孙德安, 罗汀. 核废料处置库近场温度半解析研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 246-254. |
[7] | 刘伟俊, 张晋勋, 单仁亮, 杨昊, 梁辰, . 渗流作用下北京砂卵石地层多排管局部 水平冻结体温度场试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3425-3434. |
[8] | 宋义敏, 邓琳琳, 吕祥锋, 许海亮, 赵泽鑫, . 岩石摩擦滑动变形演化及声发射特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2899-2906. |
[9] | 宋洪强, 左建平, 陈 岩, 黎立云, 洪紫杰, . 基于岩石破坏全过程能量特征改进的能量跌落系数[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 91-98. |
[10] | 张沛然,黄雪峰,杨校辉,刘自龙,朱中华,. 盐渍土水-热场耦合效应与盐胀变形试验[J]. , 2018, 39(5): 1619-1624. |
[11] | 张玉伟,谢永利,李又云,赖金星,. 基于温度场时空分布特征的寒区隧道冻胀模型[J]. , 2018, 39(5): 1625-1632. |
[12] | 杨以荣,谢红强,肖明砾,刘建锋,何江达, . 卸荷条件下横观各向同性岩体扩容与能量特性分析[J]. , 2017, 38(6): 1589-1599. |
[13] | 任建喜,孙杰龙,张 琨,王 江,王东星. 富水砂层斜井冻结壁力学特性及温度场研究[J]. , 2017, 38(5): 1405-1412. |
[14] | 石荣剑,岳丰田,张 勇,陆 路, . 盾构地中对接冻结加固模型试验(Ⅰ) ——冻结过程中地层冻结温度场的分布特征[J]. , 2017, 38(2): 368-376. |
[15] | 舒 才,王宏图,施 峰,胡国忠,. 基于两能态吸附热理论的煤层瓦斯流动热-流-固多场耦合模型[J]. , 2017, 38(11): 3197-3204. |
|