页岩宏观破裂模式与微观破裂机理

通过对页岩组构特征、力学特征、裂纹和断口微观形貌特征的研究,揭示了页岩宏观破裂的微观机制、控制因素及其破裂模式。研究表明,页岩的宏观破裂受到组构特征、取心方向、围压等多种因素的影响,由页岩内部发育的孔隙和微裂隙扩展、合并、贯通而形成。宏观破裂模式包括剪切型破裂、拉张型破裂和滑移型破裂,微观上,微裂隙破裂主要包括剪切滑移型(Ⅱ型)、拉张型(Ⅰ型)两种类型。本质上,页岩的剪切破裂和滑移破裂都是由于微裂隙的剪切滑移破裂引起的,只因受页岩结构的影响表现出不同的破裂模式;拉张型破裂是由于微裂隙的张性扩展引起的。另外,宏观破裂过程中,微裂隙的剪切和拉张两种破裂共存,但对宏观破裂贡献大小不同。最后建立了页岩的破裂模式,即剪切型破裂、拉张型破裂和滑移型破裂,并从微观上解释了宏观破裂的微观机理。