岩石力学层对构造裂缝间距的控制作用

层状沉积岩中裂缝的间距经常与裂隙化岩层的厚度呈较好的线性关系。为了更好地了解这一线性关系,利用有限元方法模拟了不同裂缝间距指数条件下,两条相邻裂缝之间的应力分布状态,并分析了岩石力学参数(杨氏模量和泊松比)、上覆压力对临界裂缝间距指数的影响。结果显示,当裂缝间距指数从大到小变化时,会出现一个临界值(临界裂缝间距指数),此时垂直于裂缝的正应力就会从张应力变为压应力。这种应力状态的改变阻止了裂缝数量的进一步增长,除非在岩石中存在微裂纹(裂隙)或者异常高压流体。临界裂缝间距指数与裂隙化岩层的平均应变无关,它随着裂隙化岩层与其相邻岩层杨氏模量比值的增加而降低,随着裂隙化岩层泊松比和上覆压力的增加而增加,但是随着相邻岩层泊松比的增加而降低。