不同角度充填节理花岗岩剪切裂纹扩展规律及断裂机制研究

韩学贤; 张士川; 沈宝堂; 柴顺杰; 张有成; 张伟强

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2024.02.002

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (02) : 13 -21. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2024.02.002

不同角度充填节理花岗岩剪切裂纹扩展规律及断裂机制研究

韩学贤, 张士川, 沈宝堂, 柴顺杰, 张有成, 张伟强

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摘要

增强型地热系统储层中岩体节理通常含有充填物，充填节理的剪切力学行为直接影响储层渗透性及连通性。基于不同角度充填节理花岗岩直剪试验，研究了充填节理花岗岩剪切破坏的力学特性、损伤变量演化及裂纹扩展规律。结果表明：充填物及节理角度影响花岗岩抗剪强度，表现为充填物改变裂纹扩展介质，节理角度影响花岗岩剪切时节理面的受力状态；充填节理花岗岩损伤破坏过程分为裂纹闭合、裂纹萌生发育、裂纹扩展破坏3个阶段，损伤变量随着损伤过程进行呈不断增大趋势；节理花岗岩剪切裂纹扩展方向可分为水平方向及平行节理方向，0°与90°节理试件剪切裂纹沿水平方向扩展直至贯通试件，30°、45°与60°节理试件剪切裂纹扩展方向与自身节理角度一致。