等幅循环荷载下页岩的变形特性及能量演化机制研究

在页岩气田开发过程中,围岩总是处于三向高压应力状态,经过水力压裂技术改造完井之后,随高压压裂液的回排,缝内页岩气压力和压裂液压力随之降低,整个过程页岩储层长期遭受循环荷载的影响.对此,为了探究循环荷载下页岩的力学性质,运用RLW-2000型微机伺服岩石三轴试验机,对天然状态页岩在不同围压下进行三轴变上下限等幅循环加卸载实验,分析讨论页岩的变形特性、能量演化机制及阻尼特性.实验结果表明:临近破坏前几个循环,变形模量和泊松比均发生剧烈波动,预示页岩即将失稳破坏;变上下限等幅循环荷载下低围压达到能量弱化阶段的应力比较高围压小,低围压达到能量强化阶段的应力比较高围压大,应力比可作为试件能量转化和分配的阀值点来预判试件变形破坏中的能量强化和弱化过程;最后,阐明了页岩在变上下限等幅循环荷载作用下累积水平能量与应力比关系,揭示了阻尼比随应力比和循环次数变化而演化的规律.