实时高温下花岗岩节理剪切力学性能及节理面损伤特征

花岗岩节理被认为是提升增强型地热系统(EGS)储层渗透性能的研究对象。花岗岩节理长期处于高温环境中,研究实时高温环境下花岗岩节理剪切行为是解决EGS储层渗透性能提升问题的关键和基础。为此,本文借助岩石剪切伺服试验机及力-热-水耦合剪切试验盒开展了实时高温下花岗岩节理直剪试验。结果表明:花岗岩节理抗剪强度及剪切刚度均随温度升高呈连续劣化趋势,主要划分为两个阶段:缓慢降低阶段(30~200℃)和快速降低阶段(200~400℃)。高温加剧了花岗岩节理表面凸体的剪切破坏,导致节理面剪胀变形随温度的升高而逐渐减小,且减小幅度随法向应力的增加而增大。温度与法向应力间的耦合协同作用加剧了花岗岩节理面的损伤,随温度及法向应力的增加(10 MPa、30℃至30 MPa、400℃),花岗岩节理面剪切损伤面积占比增加了21.41%。高温加剧花岗岩节理表面凸体剪断是节理面粗糙度随温度升高而降低的主要原因。