层状岩石的破坏模式与强度各向异性及在井壁稳定中的应用
层状岩石在不同围压、不同层理倾角下的破坏模式示意图如下图所示，在低倾角下，随着轴向载荷的增加，层理面正应力增量高于剪应力增量，因此层理面对岩石强度的影响较小；而在中等大小倾角时，岩石容易发生沿层理面的滑移剪切破坏；当层理面与载荷平行时，低围压下，由于侧向束缚较弱，层理面抗拉强度低于岩石本体，岩石容易发生沿层理面的拉伸破坏，而在高围压下，通常发生穿过层理面的剪切破坏。
适用于层状岩石的各向异性强度准则可分为三种类型，如下图所示，分别为U型，波浪型和肩型。
分析三轴压缩实验结果，我们可以发现，平行层理面岩石的强度通常高于垂直层理面岩石的强度，这是因为当层理面与载荷平行时，岩石容易发生沿层理面的拉伸破坏，当层理面与载荷垂直时，通常为穿过层理面剪切破坏，而岩石的拉伸强度远远低于岩石的剪切强度，因此平行层理岩石和垂直层理岩石的强度存在显著差异，常用的单弱面准则（Jaeger）预测平行层理岩石和垂直层理岩石的强度是相同的，修正的单弱面准则（Jaeger），如上图所示，更加合理。
Patchy plane of weakness准则预测结果
单弱面准则和Patchy plane of weakness准则预测结果
但是修正的单弱面准则（Jaeger）仍然存在一些问题，如上图所示，在低倾角范围内（10°~45°），层状岩石破坏方式为本体剪切破坏和沿层理面剪切破坏两种模式同时发生，因此强度低于本体剪切破坏强度，Patchy plane of weakness准则预测结果更加合理。
由于层状岩石强度的各向异性，井壁失稳方式也与各向同性地层差异显著，如上图所示，在层状地层中，井眼容易形成四边形井眼，并且在层状地层中，垂直层理和平行层理弹性模量的差异，导致井周应力更加集中，如下图所示。
在层状地层井壁稳定分析中，应充分考虑弹性各向异性引起的井周应力集中及强度各向异性导致的岩石强度的弱化，对于单弱面准则，将岩石的破坏分为两种类型，如下式所示，
根据层理倾角的变化，选择不同的强度预测模型，为此就需要确定井周最大主应力与层理面法向之间的夹角，然后代入各向异性强度准则中，求解井壁的坍塌压力。层理面法向与井周最大主应力的夹角的求解过程如下式所示， 
采用不同的各向异性强度准则预测坍塌压力云图、不同各向异性强度准则预测的坍塌压力的曲线图如下图所示，是否考虑强度各向异性及选择哪种各向异性强度准则，预测结果存在显著差异！
