层理性页岩各向异性强度特征与强度准则分析

③Pariseau准则

分析上面三个准则有几个特点，Single plane of weakness model和Patchy plane of weakness model分为两部分，可理解为本体的强度和层理面的强度；Pariseau准则为层理面倾角β的连续函数。

采用最小二乘法预测三种准则对层状岩石强度的预测结果如下图所示，小编从论文中搜集了十几种类型的层状岩石三轴压缩强度数据，并编制了基于最小二乘法的参数拟合程序（MATLAB）。

对比三种不同各向异性强度准则预测的岩石强度随层理倾角的变化曲线，可以发现，SPW准则预测曲线呈肩型特征，即在较低层理倾角和较高的层理倾角一定范围内，预测层状岩石强度随层理倾角的变化保持一致；观察岩石强度测试值与预测值差异，可以发现，层理倾角为0°的峰值强度通常高于层理倾角为90°的峰值强度，这是因为当载荷与层理面方向平行时，岩石容易沿层理面发生拉伸破坏，而当载荷垂直于层理面时，岩石通常发生穿越层理面的剪切破坏，由于岩石抗压不抗拉的特点，垂直于层理面的测试强度高于平行于层理面的测试强度。此外，在层理倾角0°~β1和β2~90°范围内，SPW准则低估了岩石的强度，且无法反应垂直层理和平行层理岩石强度的差异；而在β1~β2之间，SPW准则预测结果与测试值的变化趋势基本吻合。

分析PPW准则预测曲线特征，可以发现，该准则预测层状岩石强度随层理倾角变化曲线呈“波浪”型，对不同各向异性程度的岩石均具有较好的适应性，参数η控制着预测曲线的波动程度，各向异性越强的岩石，在相同围岩下，不同层理倾角的岩石强度变化越大，η也越大，预测曲线的波动程度也越大；当岩石各向异性程度较弱时，η越小，预测曲线的波动幅度也越小，同时，对于同一类型岩石，在低围压，预测峰值强度随层理倾角的变化曲线波动较大，波浪型特征更加明显；高围压下的预测曲线波动幅度减小，变为连续光滑的“U”型曲线。由此说明，PPW准则通过在SPW准则中引入无量纲参数η，使得0°~β1和β2~90°层理倾角范围内，强度预测结果与测试值更接近，并可适应不同类型岩石及不同围压下强度各向异性的变化；但是，与Pariseau准则预测结果相比的不足之处是，PPW准则不能区分垂直层理岩石强度与平行层理岩石强度的差异。