Resumen

La resistencia a la tracción es un parámetro importante que afecta a la iniciación y propagación de las fracturas de los depósitos de pizarra durante la fracturación hidráulica. La pizarra suele estar llena de minerales como la calcita. Para explorar el efecto de los minerales de calcita en la resistencia a la tracción y el modo de fallo de la pizarra, en este trabajo se observaron núcleos de pizarra del Cámbrico inferior mediante observaciones de microcortes y análisis de difracción de minerales de la roca completa del núcleo, y se realizaron 7 grupos de ensayos numéricos de tracción directa en muestras de pizarra simuladas con diferentes ángulos de acimut. Los resultados de los ensayos muestran que, a medida que aumenta el ángulo de acimut α, la resistencia a la tracción de las muestras disminuye gradualmente, y la tasa de fractura también muestra una tendencia decreciente. Los modos de fallo pueden resumirse como fractura en forma de raíz (0° y 15°), en forma de escalón (30 y 45°), en forma de espina de pescado (60°) y en forma de río (75° y 90°). Cuanto menor es el ángulo acimutal α, más fácil es que las fracturas hidráulicas se propaguen a lo largo de la dirección de las vetas de calcita e inhiban la formación de redes de fracturas en la matriz de esquisto. Teniendo en cuenta la correlación entre las características de la emisión acústica y el modo de fallo, la dimensión fractal se utiliza para reflejar el modo de fallo microscópico de la pizarra. Cuanto mayor es la dimensión fractal, mayor es la tasa de fractura, más microfisuras existen en el borde de la grieta principal, más grave es el daño interno y más complejo es el modo de fallo de la muestra. A medida que aumenta el ángulo acimutal α, la dimensión fractal muestra una tendencia decreciente, y la grieta se vuelve más suave. Esta investigación tiene un importante valor de referencia para el estudio de los mecanismos de iniciación de la fractura hidráulica y la propagación de la fractura natural.

• Materias:Algoritmos genéticos Geoquímica Análisis de suelos Agua Carbón
• Subjects:Genetic algorithms Geochemistry Soil testing Water Coal
• Palabras claves:Modo de fallo, modo de pizarra, dimensiones fractales, resistencia a la tracción, tasa de fractura, ángulo acimutal, muestra de pizarra simulada, efectos de la calcita, diferentes ángulos acimutales, mecanismo de iniciación de la fractura
• Keywords:failure mode, mode of shale, fractal dimensions, tensile strength, fracture rate, azimuth angle, simulated shale sample, effects of calcite, different azimuth angle, fracture initiation mechanism