[发明专利]一种水力激活天然裂缝室内剪切模拟方法

权利要求书

1.一种水力激活天然裂缝室内剪切模拟方法，其特征在于，包括：

制备具备天然裂缝的试样，并将试样放置在压裂液中直至达到饱和状态；

基于剪切试验装置向所述试样施加初始法向应力及切向应力；

以设定的变法向力控制模式改变法向荷载直至裂缝发生滑动，记录所述试样的切向位移时间曲线及法向位移时间曲线，以及表观摩擦系数的时间变化曲线。

2.如权利要求1所述的水力激活天然裂缝室内剪切模拟方法，其特征在于，所述制备具备裂缝的式样包括：

通过劈裂或剪切方法在岩石试样内形成不同粗糙度天然裂缝。

3.如权利要求2所述的水力激活天然裂缝室内剪切模拟方法，其特征在于，所述岩石试样为立方体。

4.如权利要求2所述的水力激活天然裂缝室内剪切模拟方法，其特征在于，所述天然裂缝的粗糙度获取方法包括：

采用三维扫描仪获取天然裂缝表明形貌信息，沿剪切方向提取若干迹线，计算粗糙度系数JRC；

其中，粗糙度系数JRC的计算公式为：

式中：x和z分别为迹线上各点的X轴坐标和Z轴坐标，L为迹线在剪切方向投影长度，n为总点数。

5.如权利要求4所述的水力激活天然裂缝室内剪切模拟方法，其特征在于，所述天然试样的数量为多个，并根据所述粗糙度系数JRC区分所述多个天然试样。

6.如权利要求1所述的水力激活天然裂缝室内剪切模拟方法，其特征在于，所述初始法向应力及所述切向应力基于天然试样原位应力场确定。

7.如权利要求6所述的水力激活天然裂缝室内剪切模拟方法，其特征在于，所述基于天然试样原位应力场确定包括：

式中，σ为法向应力，τ为切向应力，σ1为最大主应力，σ3为最小主应力，β为天然裂缝和主应力夹角。

8.如权利要求1～7任一项所述的水力激活天然裂缝室内剪切模拟方法，其特征在于，所述以设定的变法向力控制模式改变法向荷载直至裂缝发生滑动包括：

单调卸荷；

循环加载和卸载法向力，以模拟现场不同注压裂液的工况。

9.如权利要求8所述的水力激活天然裂缝室内剪切模拟方法，其特征在于，在实施变法向力控制模式改变法向荷载模拟操作时，卸载速率、循环振幅及周期应根据工程现场实际参数获得。