劉俊新 ，劉 偉，楊春和，霍 亮

（1.中國科學院武漢巖土力學研究所 巖土力學與工程國家重點實驗室，武漢 430071；2.西南科技大學 土木與建筑工程學院，四川 綿陽 621010；3.重慶大學 煤礦災害動力學與控制國家重點實驗室，重慶 400044）

1 引 言

巖體在動力效應下（爆破、巖爆、動載）與其在靜力條件下（蠕變、構造運動）的力學特性具有極大的差異，這在唯象學上主要表現(xiàn)為力學參數(shù)（彈性模量、泊松比、峰值強度等）的不同，而其力學機制卻反映了巖石內部在不同變形及加載速率下能量吸收/釋放、微破裂孕育演化的響應特征。因此，時間尺度效應一定程度上反映了巖石本質屬性的差異，認清這些特征，對于不同時間尺度下的工程建設、災害治理及能源開發(fā)具有重要指導意義。

巖體的時間效應，一般通過應變速率試驗加以研究，近年來，關于巖石應變速率方面的研究一直處于積極的探索之中，并已取得了一些有益的研究成果。朱瑞賡等[1]開展了不同加載速率下的花崗巖力學試驗，揭示了其強度隨加載速率變化的規(guī)律，并建立了適用于花崗巖一類硬脆巖石的動力破壞判據(jù)。李永盛等[2]研究了紅砂巖在9 級不同加載速率下的力學特征，系統(tǒng)地分析了不同應變率下的強度、彈性模量、峰后等特性，同時給出了實測數(shù)據(jù)的經驗公式。Liang 等[3]開展了兩種鹽巖的單軸應變率試驗研究，重點從能量角度探討了鹽巖軟巖的應變率效應特征及其對溶腔穩(wěn)定性的影響。紀文棟等[4]開展了不同應變率、不同圍壓下鹽巖的三軸壓縮試驗，從破裂形態(tài)、強度及變形特性角度揭示了在圍壓與應變率耦合效應下鹽巖的力學特征，重點剖析了不同應變速率下鹽巖裂紋的演化規(guī)律。張連英等[5]開展了200 ℃的高溫下石灰?guī)r的應變率特性研究，指出了高溫應變速率下巖石破裂特征與常溫條件下的異同。周輝等[6]開展了深部大理巖在不同應變率的單軸拉伸試驗，并從斷口形貌學角度揭示了不同應變率下破裂差異的微觀機制，為應變率研究開辟了新思路。

隨著全球原油漲價以及能源危機加劇，以往僅作為蓋層的頁巖/泥頁巖逐漸引起世界的關注。我國主要盆地和地區(qū)頁巖氣資源量約為15×104～30×104億m3，與美國28.2×104億m3大致相當，具有極大經濟的潛力[7]，因此，頁巖氣一直被譽為可取代傳統(tǒng)油氣資源的最為重要的非常規(guī)能源。美國于2000年左右便實現(xiàn)了頁巖氣的工業(yè)開采，從此拉開了大力開發(fā)頁巖氣的序幕。與此同時，頁巖中不但含氣、也含有液態(tài)石油，頁巖油探明儲量約為傳統(tǒng)石油的1.5 倍[8]，因此美國目前在不放棄頁巖氣大力開采的前提下也將一部分開發(fā)重心轉移到頁巖油的開發(fā)利用上。基于當前的國際背景，國家在“十二五”規(guī)劃中明確提出將頁巖作為一種特殊的獨立礦種，并要求大力加強對頁巖油氣資源的研究與開發(fā)[9]。

我國目前對頁巖的研究主要以開發(fā)頁巖氣為首要方向。頁巖具有低滲透、低孔隙度、結構致密的特征，需要采用水力分段壓裂一類人工造縫技術才能使得賦存于微小孔洞中的天然氣流入井筒，進而實現(xiàn)工業(yè)開采[10]。一般頁巖氣井需要經過一次或多次反復、分段壓裂才能逐漸實現(xiàn)增產增效目的，且頁巖氣井作業(yè)周期長達數(shù)十年[11]。因此，頁巖在壓裂、開采等各個環(huán)節(jié)需要充分考慮頁巖力學性質的時間特征。壓裂的排量、速率都決定了產量和開采壽命，探明頁巖在不同應變速率下的力學響應，就顯得至關重要。

針對頁巖的應變率效應的研究成果非常缺乏，國外僅見Chong 等[12]提到過油頁巖的應變率效應研究。國內僅有陳勉等[13]、王倩等[14]開展過頁巖的常規(guī)單三軸力學特性研究，頁巖的應變率效應是亟待開展的科研課題。本研究采用地表一定深度下的新鮮頁巖試樣，開展了不同應變速率下的單軸壓縮力學試驗，分析了彈性模量、峰值強度、破裂方式等對不同應變速率的響應特征，重點揭示了不同應變率下的破裂特征，最后結合頁巖氣開發(fā)的相關背景開展了關于應用的探索與討論。研究結果可為進一步認清頁巖的破碎和壓裂特征提供有益參考。

2 試驗介紹

2.1 試樣準備

試樣均取自重慶市武隆縣江口鎮(zhèn)地表露頭剛開挖的下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖，通過對該區(qū)段頁巖的埋藏深度、厚度、有機碳含量、頁巖氣含量以及脆度的綜合評判表明，該區(qū)段為頁巖氣勘探有利區(qū)段[15]，在現(xiàn)場鉆取直徑49 mm 的長柱巖芯，然后迅速擦干蠟封編號，運至實驗室妥善保管。待用試樣時，選取從同一位置所取的巖芯進行加工。頁巖屬于典型層狀巖體、層理較易裂開，為避免水力切割后造成節(jié)理失水開裂，試樣均手工加工制得：首先，利用鋼鋸切出長度102 mm 左右的試樣，然后，利用專用夾具配合細砂紙分步打磨直至形成符合試驗規(guī)程的標準試樣。

本次試驗所用試樣的層理方向均為水平方向。為對試樣有更深入地了解，加工試樣中收集了巖芯粉末，用于開展成分分析。X-射線衍射分析（XRD）結果顯示，各組分含量平均為：石英49.48%，鈉長石13.93%，伊利石12.97%，黃鐵礦13.17%，方解石6.32%，綠泥石-蛇紋石2.22%，鐵白云石1.91%，成分組成如圖1 所示餅狀圖。為避免試樣本身差異過大，使得其本身力學特性的偏差覆蓋了應變率的偏差，對所用試樣同時測定了密度、縱波速度2 個參數(shù)，剔除了具有明顯偏離的試樣，此外還剔除了有缺口、殘缺、礦脈充填的試樣。試樣有關信息見表1。

圖1 頁巖成分組成餅狀圖（XRD）Fig.1 Pie chart of the shale compositions(XRD)

2.2 試樣方案

周維恒[16]對動、靜加載的定義為：當加載速率（應變率）在10-4～10-6s-1的范圍內時，認為靜態(tài)加載；當加載速率高于10-4s-1時，則為動態(tài)加載。本文暫不涉及頁巖動力特性研究，故所設計的應變加載速率均不高于10-4s-1。本次頁巖單軸壓縮應變速率試驗在中國科學院武漢巖土力學研究所自主研制的RMT-150B 巖石力學試驗系統(tǒng)上開展，該試驗系統(tǒng)的框架整體剛度達5.0×109N/m，加載應變率范圍為10-2～10-6s-1，軸向位移采用一個量程為5 mm 的LVDT，環(huán)向變形采用2 個量程為2.5 mm 的LVDT，軸向荷載采用1 000 kN 的力傳感器測量。試驗過程中系統(tǒng)可自動采集記錄試樣的軸向載荷、軸向及環(huán)向位移，加載方式采用位移控制模式，本次頁巖壓縮試驗設計的應變速率分別為5×10-4、1×10-4、1×10-5、1×10-6s-1，每級應變速率試驗針對3 塊試樣開展。每塊試樣的試驗參數(shù)見 表1，其中為應變速率。

表1 試樣信息及試驗方案Table 1 Petrophysical information of the samples and testing plan

3 試驗結果分析

3.1 應力-應變曲線分析

通過對單軸壓縮試驗記錄的荷載、位移數(shù)據(jù)整理和分析，求得泥頁巖在不同應變速率下的應力-應變全程曲線，并繪制于圖2（1142-31 指向與-19重合）。為確保試驗曲線的代表性，針對每組曲線，選取了基本位于平均值附近的那一條曲線并繪制在一起。對于其他試樣的試驗結果，表2 中給出了所有相關參數(shù)的試驗結果4 個主要力學指標參數(shù)。

圖2 4 種不同應變率的應力與應變全程曲線Fig.2 The entire stress-strain curves under four different strain-rates

表2 不同應變速率下單軸壓縮試驗結果Table 2 Uniaxial compression results under different strain-rates

由圖2 可見，4 種不同應變速率下頁巖試樣的壓密階段、彈性變形階段、彈塑性變形階段及峰后脆性破壞階段均較為明顯。頁巖屬于典型的沉積類層狀巖體，由于沉積差異性，在層面一般有微孔隙、微裂隙、細小層理等微缺陷的存在，且本次所取試樣位于地表附近，相對于深部受高壓狀態(tài)的頁巖，應力卸載效應更加顯著，因此，試驗中出現(xiàn)了較為明顯的壓密階段。一方面證明了巖芯層理中微缺陷的存在，另一方面也說明地表巖芯與深部地層頁巖仍存在一定差異[13]。通過對應力-應變曲線的匯總分析還可以看出，應變速率越低、壓縮變形階段越明顯、其所占總應變的比例也更大，因為當應變速率越低時，發(fā)生變形的反應時間越充分；在較高的應變速率下巖體尚來不及發(fā)生塑性變形，較高的應力速率已經迫使巖體進入下一階段的應力-應變狀態(tài)之中，高應變速率下壓縮變形階段即迅速地結束，很快進入彈性階段。頁巖屬于硬脆性巖石，從筆者所參與過的大量頁巖力學試驗來看，頁巖所具備的彈性特性均較為明顯，即應力-應變曲線出現(xiàn)明顯的直線上升段。由圖1 還可見，當該直線階段（彈性階段）持續(xù)到約超過峰值強度1/2 以后，曲線才逐漸發(fā)生微微偏轉、斜率略微有所下降的現(xiàn)象，也表明此時試樣內部微裂紋開始漸漸萌生、擴展，逐步弱化試樣的剛度，但其程度仍遠不及導致形成貫通型宏觀裂紋的狀態(tài)，表現(xiàn)為其剛度的下降并不如軟巖一般顯著，而是緩慢地下降到峰值處，然后發(fā)生突然的脆性斷裂。仔細觀察可以發(fā)現(xiàn)，峰值點附近部分的應力-應變曲線出現(xiàn)局部波動起伏，該現(xiàn)象在應變率越低時越明顯。這種峰值附近應力波動的現(xiàn)象在層狀巖體中時有發(fā)生，其原因應該是發(fā)生局部破壞后的結構自我調整，致使自身剛度和穩(wěn)定性得到一定程度的恢復。很顯然，應變速率越低，自身調整的時間越充分，繼而出現(xiàn)應力下降又上升的現(xiàn)象也越明顯、波動起伏的次數(shù)也可能越多。整體而言，無論應變速率高低，峰后應力都迅速跌落，脆性破壞特征極為顯著，且所有試樣的殘余強度幾乎都為0。

3.2 破裂特征分析

較高應變速率下應力迅速達到峰值，且發(fā)生劇烈破壞，并伴隨較大轟響，巖芯也在瞬間被劈裂成較大的豎直片狀碎塊，斷面上有粉體狀物質出現(xiàn)，說明破壞前斷面發(fā)生過劇烈的摩擦。局部傾斜斷口有明顯撕裂痕跡，說明這些部位是被強行剪切破壞造成，表明在較高應變率下巖芯的破壞可能并非完全遵循于微裂紋的萌生、擴展、貫通，然后形成宏觀裂紋這種經典模式。在快速加載作用下發(fā)生強力破壞，裂紋之間根本沒有足夠的時間萌生和貫通，試樣內部應力因此（來不及）隨著裂紋萌生擴展而重新分布，只能迅速到達巖芯的強度，進而引起急劇破壞。此外觀察也發(fā)現(xiàn)，裂紋是從上端面開始（軸壓活塞從上往下加載）而后迅速引起整個試樣的破壞，傾斜斷面只是一般發(fā)生在試樣的下半部分。

隨著應變速率的降低，破壞也逐漸變得溫和可控，試樣不再碎成片塊狀；當達到較低應變率時，可以明顯觀察到試樣表面裂紋逐漸形成與貫通，直到峰后脆性破壞，但試樣仍未散落。這也是極易理解的，較低應變速率下試樣的變形與裂紋發(fā)展有足夠的反應時間，巖芯內部結構在產生局部破壞之后，也有充分的時間進行自由結構調整，進而使得整體上的破壞顯得較為均勻。試驗后發(fā)現(xiàn)：應變速率越低，斷面上出現(xiàn)的粉末越少，剪切型傾斜斷面也越少。當應變率位于1×10-4s-1時，破壞以劈裂為主，但局部也產生剪切破壞，例如試樣1142-23：側面被劈裂成多塊豎直片塊，但一端出現(xiàn)明顯的對頂錐破裂面。當應變率進一步下降到1×10-5s-1時，破壞變得更加緩和，試樣側面出現(xiàn)多條劈裂縫，裂紋從上端發(fā)展到下端時也出現(xiàn)傾斜的情形，表現(xiàn)為一定的剪切破裂性質。隨著應變率的進一步降低（達到1×10-6s-1），試樣被多條縱向劈裂縫覆蓋，橫向裂紋的數(shù)量也隨之逐漸增加。

整體而言，較高應變速率下巖體的破壞仍以單一的劈裂為主，破壞后主要碎裂成豎向的片塊，局部傾斜破壞斷面是峰后形成，與片塊之間的相互作用有關，其作用機制類似于相連壓桿失穩(wěn)。隨著應變率地下降，試樣雖仍以劈裂破壞為主，但局部也伴隨剪切破裂面的出現(xiàn)，且橫向裂紋也隨著應變速率的下降而逐漸增多，即破壞之后試樣成為由較多縱橫裂紋交錯切割的裂紋網體系。賈長貴等[17]指出，90°傾角的頁巖在單軸壓縮下（與本文頁巖層理方向相同）以剪切-劈裂破壞為主，與本文所處應變率為1×10-4～1×10-5s-1的破裂結果相近，而0°傾角的頁巖則以劈裂破壞為主，與本文應變速率為1×10-4s-1時的結果較為相近。賈長貴等的研究結果表明，頁巖是一種典型的橫觀各向同性材料，傾角是影響其力學特性的重要因素。本文的研究也認為應變率對破裂特征的影響非常明顯，從破裂形態(tài)而言，其影響不亞于傾角的影響，因此僅從傾角方面是難以全面準確地揭示頁巖的力學特征。

圖3為4 種不同應變速率下頁巖試樣破壞后的照片及破裂形態(tài)側面展開圖。1142-18和1142-23已經破裂，無法繪制素描圖，而1142-36和1142-33結構尚未潰散，但其橫向裂紋較為細小，僅從照片中難以識別，故添加了線條繪制其縱橫裂紋并將半圓弧作了側面展開，可以幫助了解其詳盡的縱橫網狀裂紋分布情形。從圖中也可看出，應變速率對頁巖的破裂方式的影響是非常顯著的。

圖3 不同應變速率下的破壞形態(tài)及示意圖Fig.3 Fracture morphologies and sketches under different strain rates

需要指出的是，通過壓裂實現(xiàn)頁巖氣開采，目標是就是通過合理的壓裂工藝（水平壓裂、分段壓裂）使頁巖儲集層中產生縱橫交錯的密集裂紋網。而本次頁巖的應變速率試驗顯示，加載速率對裂紋的破裂方式具有重要影響。因此，密切關注頁巖不同應變率下的強度及破損特征，不僅對探明其力學特性有重要意義，而且對工業(yè)增產、增效具有潛在的重要應用價值。

4 不同應變率力學特征分析

應變速率反映了巖體對于加載條件的力學響應特征。較快速的動力響應一般更為劇烈、突然、并伴隨巨大的能量釋放，如巖爆、爆破、沖擊荷載，靜力響應則一般較為平緩、持續(xù)時間長，例如，軟巖的蠕變等。對于時間尺度下的力學響應特征，其所試用的本構關系及破裂判據(jù)一般也有所區(qū)別[18]。本文涉及的應變率≤5×10-4s-1，尚屬于準靜態(tài)范疇。而頁巖氣/油在開發(fā)過程中，壓裂的時間較短，一般持續(xù)時間幾小時乃至幾天，但頁巖氣井具有長壽命的特征，國外有人預測某些頁巖氣井的壽命可長達80年[8]，因此，研究從10-4～10-6s-1的頁巖應變率效應更有工程背景意義，也啟示筆者在以后的研究中應該包含更廣泛的應變速率。

應變率效應中彈性模量和峰值強度是影響最為重要的2 個表征指標，也是壓裂方案設計時必須充分考慮的力學參數(shù)?？紤]應變速率對頁巖的物理力學參數(shù)的影響，具有重要的使用價值。以下對此展開詳細論述。

（1）彈性模量

僅從應力-應變曲線比較難看出應變速率的顯著影響，將應變速率與彈性模量繪制在同一圖中時有助于發(fā)現(xiàn)兩者的相互關聯(lián)。由于應變速率區(qū)間跳躍較大，為了便于觀察對應變率采用負對數(shù)坐標，其坐標值越大，表示應變率越低。從圖4 可見，應變率負對數(shù)與彈性模量存在較為顯著的相關關系，即隨著應變率的逐漸降低，彈性模量呈下降趨勢，但下降的速度逐漸變緩，整個應變率范圍內彈性模量下降程度約為31.3%。通過擬合關系發(fā)現(xiàn)，可用指數(shù)函數(shù)來表征兩者之間的關系：

式中：E為彈性模量，由應力-應變彈性段計算獲??；vt為應變速率負對數(shù)，等于-l g()。

圖4 彈性模量與應變速率負對數(shù)的關系Fig.4 Relationship of elastic modulus versus minus logarithm of strain rate

由圖4 可見，彈性模量隨著加載速率下降而緩慢降低，表明加載速率對巖體具有一定的強化效應。一般而言，加載速率越低，彈性模量呈現(xiàn)下降趨勢，與李永盛等[2]的研究成果較為接近。很明顯，加載速率越高巖體的變形越滯后于應力，將導致部分變形來不及發(fā)生則應力已經達到較大的值，進而表現(xiàn)出更高的彈性參數(shù)。

（2）峰值應力

圖5為峰值強度與應變速率之間的關系曲線。采用相同的處理方法，應變率取負對數(shù)。16 塊試樣之間的強度差異不大，單獨分析難以找出較為明顯的規(guī)律，但其整體趨勢較為明顯，即應變率越低，峰值強度整體呈現(xiàn)下降趨勢。由圖5 可見，峰值強度隨著應變率增加呈緩慢下降趨勢，在整個區(qū)間下降的幅度為20.4%，其幅度低于彈性模量的下降范圍，表明應變率對彈性模量的影響更顯著。

對兩者關系進行擬合，也較為符合冪函數(shù)關系：

式中：RC為單軸抗壓強度（MPa）；vt=-lg()，應變速率負對數(shù)。

圖5 應變速率負對數(shù)與峰值強度關系Fig.5 Relationship of minus logarithm of strain rate versus peak strength

綜上可知，巖體屬于典型的非均質、非連續(xù)、各向異性介質。盡管在試樣選取時盡量排除各種可能的干擾因素，以使試樣之間的差異降到最低，但也難以找到兩塊完全相同的巖樣，仍需要開展大量的、重復的試驗，才能更好地找到其符合統(tǒng)計意義上的規(guī)律。限于各種原因，本次試樣采用的試樣數(shù)量僅有16 塊，其統(tǒng)計的樣本仍然較小，擬合數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)冪函數(shù)的擬合度不高。為了進一步分析巖樣的應變率特征，本次對每組試驗數(shù)據(jù)先求平均值，再用相同的公式進行擬合，得到關于彈性模量、峰值應力與應變率的關系，如圖6、7 所示。采用平均值進行擬合時發(fā)現(xiàn)擬合度均超過0.9 時，峰值強度的擬合度還達到了0.99，說明頁巖應變速率對彈性模量和峰值強度的影響基本上符合本文給定的關系。當然，本文所取的應變率間隔較大，樣本較少，在今后的試驗中還需減小應變率間隔、增加試樣數(shù)量，進一步揭示應變率對頁巖力學特性的影響。此外，由采用平均值擬合的結果可以得到啟發(fā)，對于諸如應變率這類較為符合統(tǒng)計規(guī)律的研究課題，開展大量的試驗，從統(tǒng)計學的角度來進行力學特性的研究是必須的，也是必要的。

圖6 彈性模量平均值與應變速率負對數(shù)的關系Fig.6 Relationship of minus logarithm of strain rate versus mean elastic modulus

5 討論與應用

應變速率對強度特征如峰值強度、彈性模量的影響較為顯著，對于確定頁巖的基本力學參數(shù)，進而為水力壓裂方案提供可靠的技術參數(shù)具有重要的實用意義。在頁巖氣的開發(fā)中，更為關注的是頁巖的破裂特征對壓裂增產具有顯著影響。頁巖屬于生、儲、蓋自成一體的特殊儲集層，其結構致密、滲透率低、微細孔隙發(fā)育，正因為如此，在以往頁巖一直作為蓋層而未被引起足夠重視。而隨著人類對于能源的需求增加，而常規(guī)油氣資源又逐漸開采殆盡，才不得不把目光轉移至難以開采的頁巖氣上來。頁巖壓裂工藝的目的是使頁巖儲層內部產生人造裂紋，以使內部微小孔洞中的天然氣能夠通過人為誘導裂縫流入井筒。

顯然，開采的最佳目標是使頁巖中形成縱橫交錯、密密麻麻分布的裂紋網，裂紋的密度直接決定了氣井的產量和壽命。以往的研究主要將頁巖作為一種橫觀各向同性介質，較多地關注角度對裂紋網形成的影響、關注不同方向的力學性質的差異，尤其關注于水平和豎直方向的斷裂韌性的差異。從已有成果來看，一般認為，層理方向比垂直層理方向更容易開裂起縫[13-14,17]，而鮮有加載應變速率對頁巖破損特征及壓裂特性的報道。本文研究結果表明，應變率越低形成縱橫裂紋的可能性也越大，因為低應變率加載能有效促使能量均勻而緩慢地作用于巖石的破碎，使裂紋能夠相互溝通和串聯(lián)。較高應變率雖然也能造成巖體的破壞，但均形成較大的塊體，且有較多的能量已經轉換為動能做功、最終耗散，一定程度上降低了能量使用率。雖然水力壓裂下實際地層的應力狀態(tài)遠比單軸壓縮復雜，但作為相同的頁巖，即使是最為簡單的單向應力狀態(tài)，其物理性質也在一定程度揭示其可能的應力響應模式，更是進一步開展試驗的研究基礎。筆者據(jù)此作出大膽假設：采用水力壓裂時，壓裂的速率對最終的壓裂效果必然存在影響，而且很可能遵從本文不同應變速率下的破裂模式，即較高速率的壓裂會使儲層很快開裂，但形成的是一些大的、數(shù)量有限的裂縫。較低速率下的壓裂則很有可能讓儲層中形成更加細小、但數(shù)量更多、連通性更好的網狀裂紋。

需要特別指出的是，頁巖是一種典型的橫觀各向同性介質，正如賈長貴等[17]認為，角度對頁巖的力學特性具有重要影響。本次中僅僅選取了水平層理的試樣進行試驗，即便如此，考慮到我國頁巖研究及頁巖氣的開發(fā)尚處于起步階段，本文作為一項積極的探索和嘗試，已表明頁巖屬于一種具有較強應變速率的巖體，在彈性模量和峰值強度上均表現(xiàn)出較為強烈的應變率效應，破裂形態(tài)上更是受到應變速率的顯著影響。

6 結 論

（1）頁巖屬于典型的脆性巖體，具有顯著的應變率效應。不同應變速率下頁巖的壓密階段、彈性參數(shù)和破裂方式均表現(xiàn)出較明顯差異。

（2）不同應變速率下破裂方式差別較大，具體表現(xiàn)為較高應變率下以劈裂成大塊為主，隨應變率降低，逐漸過渡為“劈裂-剪切”破壞，而在較低應變率時，試樣呈現(xiàn)縱橫裂紋交錯的破裂形態(tài)。

（3）彈性模量和峰值強度均隨應變速率的下降而下降，但下降的速度逐漸放緩，應變速率對頁巖表現(xiàn)一定的強化效應。2 個參數(shù)的平均值與應變速率負對數(shù)都比較符合冪函數(shù)的關系，且彈性模量的應變率效應更明顯。

（4）較低應變率下頁巖破裂后形成縱橫分布的裂紋網，較低的壓裂速率可能有助于在儲層中形成縱橫交錯、細小密集的裂紋網。

應變率對頁巖的力學特性的影響是不可忽略的，其重要性可能僅次于傾角的影響。因此，在以后的工作中，還會進一步加強不同傾角、不同應力狀態(tài)（三軸壓縮、壓裂）以及更多應變速率的試驗研究。

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