水–力耦合作用下页岩力学特性及其损伤本构模型研究

通过开展不同渗透水压力与三轴压缩作用下的页岩试验，分析页岩的变形、强度和破坏特征，建立考虑渗透压作用的页岩全应力–应变损伤本构模型。结果表明：(1)在常规三轴压缩和渗透水压力共同作用下，页岩的强度明显弱化，残余强度受渗透压的影响较大。(2)在不同围压和渗透水压力作用下，页岩从剪切破坏到拉剪复合破坏再到陡倾角剪切破坏，共计产生5种不同的剪切破坏形式。(3)在常规三轴压缩和渗透水压力共同作用下，页岩强度仍满足M-C强度准则，但内摩擦角和黏聚力均随渗透压力的增大而降低。(4)建立能够反映页岩在不同围压和渗透压作用下的应力–应变全过程的损伤本构模型，并可通过总损伤变量–应变曲线预测页岩的残余强度，理论曲线与试验数据吻合较好。