层状页岩力学特性及其破坏模式研究

采用mts815型岩石力学试验机进行了页岩层理面不同角度取芯的力学试验，获得了其力学参数及破坏模式特征。试验表明：层理面不同角度试样力学性质存在较大差异性，平行层理面试样其抗压强度最高，与层理面夹角为30°时抗压强度最低，弹性模量随取芯角度的增加逐渐降低。单轴压缩，夹角为0°时破坏模式主要为沿多个平行层理面竖向劈裂，夹角为30°时沿层理弱面剪切破坏，夹角为60°时为大角度剪切破坏并贯穿60°弱层理面，夹角为90°时主要为层状拉张破坏。三轴压缩，夹角为0°时试样有多条破裂面，呈劈裂与剪切破坏共同作用；夹角为30°时，沿层理面剪切破坏；夹角为60°时，呈现剪切破坏，剪切破裂面与水平面夹角在45°~50°之间；夹角为90°时，以剪切破坏为主，有多条平行开裂层面。页岩层理面表现出明显的弱面特征，研究结果为水力压裂施工设计提供了技术参数。