基于数字散斑技术的垂直裂缝扩展实验.pdf

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1、石油勘探与开发4862013年8月PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELoPMENTV_01．40No．4文章编号：1000-0747(2013)04．0486-06DOI：10．11698／PED．2013．04．15基于数字散斑技术的垂直裂缝扩展实验刘合，王素玲2，姜民政2，张一鸣2(1．中国石油勘探开发研究院；2．东北石油大学机械科学与工程学院)基金项目：国家自然科学基金(51004023)摘要：利用砂／泥岩相似材料进行垂直裂缝扩展实验，采用数字散斑相关技术分析加载过程试样中应力应变场，以分析垂直裂缝的扩展特性。实验结果表明：在界面层强度较高时，裂缝从低强度材料

2、一侧扩展比从高强度一侧扩展更易发生偏转，当界面粘接强度较弱时，无论裂缝从高强度材料一侧还是从低强度材料一侧扩展，经过界面时，均极易发生界面脱胶，导致裂缝经界面后错动传播；裂缝穿过界面前，扩展路径越长，经过界面后越易发生偏转；预制裂缝越短，裂缝经界面时越易发生偏转。引起裂缝偏转的主要原因在于层状介质间材料的力学性能差异，其导致界面层处产生了剪切应变，剪切应变可诱导Ⅱ型剪切裂缝的产生，致使裂缝扩展转向，界面处产生的剪切变形越大，裂缝偏转的角度越大。图10表1参14关键词：垂直裂缝；砂／泥岩界面；裂缝扩展；裂缝转向；数字散斑实验中图分类号：TE357．1文献标识码：AExperimentso

3、fverticalfracturepropagationbasedonthedigitalspeckletechnologyLiuHe，WangSuling，JiangMinzheng，ZhangYiming(1．PetroChinaResearchInstituteofPetroleumExploration＆Development，Be~jing100083，China；2．SchoolMechanicalScienceandEngineering，NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China)Abstract：Thevertica

4、lcrackpropagationbehaviorforsandstone／mudstonelayeredspecimenmadebythesimilarmaterialwasanalyzed．ThestressandstrainfieldwasobtainedusingDigimlSpeckleCorrelationMethodtoanalyzethepropagationcharacteristicsofverticalcracks．Thetestshowsthatthehigherthestrengthoftheinterfacelaye~themoresusceptibleth

5、ecrackdeflectsfromthesideofthelow-strengththanfromthesideofthehigh-strengthofthemateria1．Itiseasyfortheinterfacetoungluewhentheinterfacialadhesionstrengthisweak,whichresultsinthedislocationpropagationafterthecrackpassingtheinterface．Thelongerthegrowthpathisbeforethecrackpassingtheinterface，themo

6、lelikelyitdeflectsafterpassingtheinterface．Similarly,theshortertheinitialprefabricatedcrackis，themoresusceptibleitdeflectsafterthecrackpassingtheinterface．Themainfactorofthedeflectionisthediferenceinthepropertiesofthecompositematerials，resultinginalargershearstrainoftheinterraciallayer．Theshears

7、trainCaninducetypeIIshearfracture，SOitisthemainfactorleadingtocrackdeflection．Thebiggerthesheardeformationis，themoreintensivethecrackdeflectionis．Keywords：verticalcrack；sand／mudstoneinterface；crackpropagation；crackdeflection