基于微觀尺度的頁巖損傷破裂數值試驗

作者：崔恒濤,鄔忠虎,婁義黎,左宇軍,孫文吉斌,劉鎬

摘要：為正確認識下寒武統頁巖微觀尺度破裂特征及聲發射信號演化規律,基于數字圖像處理技術對含石英充填的頁巖進行非均勻性表征,采用巖石真實破裂分析系統RFPA2D-DIP建立數值模型,模擬頁巖在不同圍壓作用下的破壞過程。試驗結果表明:在微觀尺度結構下,頁巖破裂模式大致可歸納為3種形式,分別為倒V形(0、2 MPa)、V形(6 MPa)和倒Z形(10 MPa)。由于石英礦物顆粒分布不規律且具有非均勻性,導致應力分布對頁巖微觀結構產生顯著差異。單軸時,累計聲發射(簡稱AE)表現為“平緩-線性-平緩-穩定”模式;圍壓為2 MPa時,累計AE表現為“平緩-非線性-激增-平緩-穩定”模式;圍壓為6、10 MPa時,累計AE表現為“平緩-非線性-穩定”模式。頁巖的破裂模式和微觀結構破壞規律為頁巖氣的壓裂開采提供重要的理論指導。

發文機構：貴州大學土木工程學院 貴州大學礦業學院

關鍵詞：數字圖像處理頁巖微觀結構破裂模式聲發射(AE)digital image processingshalemicrostructurefailure modesacoustic emission(AE)

分類號： P618[天文地球—礦床學]