干湿循环作用下预崩解炭质泥岩强度特性及其劣化机制

为明确干湿循环对预崩解炭质泥岩强度特性和微观结构的影响，通过三轴剪切、扫描电镜试验，分析其强度特性和微观结构参数随干湿循环次数的变化规律，并结合强度指标和微观结构参数之间的联系，揭示预崩解炭质泥岩强度劣化机制。研究结果表明：6次干湿循环后，预崩解炭质泥岩黏聚力和内摩擦角降幅分别达60.10%和8.83%；随干湿循环次数增加，圆形小孔的数量始终最高且呈增大趋势，平均面积最大为0.010μm²，同时，部分发育汇集成细长形大孔，平均面积最小为0.626μm²；颗粒定向频率F_i(α)整体经历均匀分布、大区间局部优先分布、小区间局部优先分布3个阶段；颗粒定向概率熵、三轴几何平均径降幅分别为4.95%、24.27%；黏聚力主要受小孔、大孔面积影响；内摩擦角主要受颗粒的定向概率熵、三轴几何平均径影响；在干湿循环下，叠聚体反复胀缩，内部应力更加集中，孔隙不断发育，导致黏聚力显著降低；内摩擦角因颗粒定向化及破碎而降低；黏聚力和内摩擦角不同程度的衰减引起预崩解炭质泥岩强度降低。