水化作用下深层页岩软化本构模型研究

考虑到目前缺乏对深层页岩水化软化机制的认识和相应本构模型的研究，对四川盆地龙马溪组深层页岩开展室内试验和理论模型研究，建立水化作用下深层页岩软化本构模型。首先开展清水自由浸泡试验；然后对不同浸泡时间的岩样进行CT扫描，并绘制CT灰度直方图分析页岩水化细观损伤机制；再对泡水后的岩样进行三轴压缩试验；最后采用连续损伤力学和Weibull统计理论，建立高闭合压力下的页岩软化本构模型。试验结果表明，页岩水化损伤的主要原因是由于内部微裂隙萌生和扩展，在力学参数上表现为黏聚力、峰值强度和弹性模量等参数随水化时间的增加而降低，泊松比随着水化时间的增加而增加，而在应力–应变曲线中表现为压密阶段和屈服破坏阶段有明显的延长；模型参数m,F₀随水化时间的增加而减低，从宏观上解释了水化作用致使页岩力学性质软化这一特性。