李沼萱，閆 鐵，侯兆凱，孫文峰，鞠國帥，劉樹龍

(1.遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001；2.東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318；3.中國石油大慶油田有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000)

0 引 言

頁巖油氣和致密油氣等非常規(guī)油氣資源日益受到重視。對于巖性致密的儲(chǔ)層，破巖和壓裂都面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[1]。液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)是一種利用電能在液體中產(chǎn)生等離子體通道，進(jìn)而產(chǎn)生沖擊波，使巖石致裂的技術(shù)[2-3]。1905年，Swedbery發(fā)現(xiàn)液相高壓放電可產(chǎn)生沖擊波，后來這種在水中高壓放電產(chǎn)生沖擊波的現(xiàn)象被稱為“液電效應(yīng)”[4]。在隨后幾十年中，先后有俄羅斯、澳大利亞、法國、美國和烏克蘭等國家的學(xué)者加入相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)性研究工作中[5-10]。中國早期引入該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于油層解堵[11-12]。橋口油田[13]在應(yīng)用低頻脈沖放電技術(shù)解堵后注水井注水壓力下降了5.0 MPa，單井日注水量增加了30 m3/d，累計(jì)增加注水量3.15×103m3。中原油田[14]、克拉瑪依油田[15]和河南油田[16]也開展了相關(guān)應(yīng)用研究，在研究中發(fā)現(xiàn)沖擊波可使儲(chǔ)層出現(xiàn)裂縫?；谶@一思路，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)一步將該技術(shù)應(yīng)用于破巖和壓裂方面。挪威Badger Explorer公司研制了液相放電破巖鉆機(jī)并進(jìn)行測試，由于其破巖能效較低，無法滿足經(jīng)濟(jì)要求，評估結(jié)果是樣機(jī)在當(dāng)前還不能夠商業(yè)化應(yīng)用。液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)雖然在國內(nèi)外多個(gè)油田進(jìn)行了初步的試驗(yàn)和應(yīng)用，但其能量利用效率低，有效作用范圍小，并沒能得到廣泛推廣應(yīng)用[17]。為進(jìn)一步推動(dòng)該技術(shù)的研究，從工作機(jī)理、實(shí)驗(yàn)裝置和影響因素等方面歸納了液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)的研究進(jìn)展，以期為今后研究該方向的學(xué)者提供參考。

1 工作機(jī)理

液相高壓脈沖放電致裂巖石(簡稱脈沖放電致裂巖石或脈沖放電)又稱液電破碎巖石，是指將高壓電極和接地電極置于液體介質(zhì)中，當(dāng)高壓電極和接地電極兩端的電場強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，2個(gè)電極中間的液體介質(zhì)發(fā)生離解或碰撞電離，形成等離子體通道。等離子體通道內(nèi)壓力急劇上升并向外膨脹，猛烈擠壓周圍的液體介質(zhì)，使其溫度、密度、壓力呈階躍式升高，形成初始沖擊波，再伴隨氣泡和射流，對巖石進(jìn)行破碎。因此，脈沖放電致裂巖石分為液相介質(zhì)擊穿(等離子體通道產(chǎn)生)和巖石破碎2個(gè)部分。

對液相介質(zhì)擊穿機(jī)理的探索是研究脈沖放電致裂巖石機(jī)理的關(guān)鍵一步，Zhu等[18]利用球狀電極作為高壓電極，板狀電極作為接地電極，觀測電極表面的超聲速流柱發(fā)生過程(脈沖放電持續(xù)時(shí)間在微秒量級下)，不同放電電壓下電極表面擊穿過程見圖1。

由圖1可知：放電電壓為57.0 kV時(shí)，出現(xiàn)了迅速向外膨脹的超聲速流柱，液體介質(zhì)被擊穿，儲(chǔ)能裝置中的能量全部釋放。此時(shí)的超聲速流柱處于短間歇期—電離循環(huán)階段，內(nèi)部等離子體的數(shù)密度達(dá)到1021/cm3。Li等[19]建立模型探索了等離子體通道產(chǎn)生過程以及沖擊波特性。蔣杰靈[20]根據(jù)質(zhì)量、動(dòng)量、能量守恒方程描述了圓柱形脈沖等離子體通道的演化過程，應(yīng)用四階Rounge-Kutta法計(jì)算了等離子體通道中等離子體密度、電流、壓力等參數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系。王一博[21]在此研究的基礎(chǔ)上建立了“柱爆轟”模型，通過“猜測—迭代”算法推導(dǎo)了放電過程中等離子體溫度的演化規(guī)律，并通過數(shù)值模擬方法計(jì)算了各關(guān)鍵變量隨時(shí)間的演化規(guī)律。與此同時(shí)，還有很多學(xué)者提出了關(guān)于等離子體通道的動(dòng)態(tài)擊穿機(jī)理，如“氣泡引燃”理論[22]，還有“電爆炸引燃”理論[23]和“場致電流引燃”理論[24]等。Gurovich等[25]提出了等離子體通道的電阻時(shí)變模型，認(rèn)為在等離子體擊穿過程中，等離子體通道的電阻是隨放電過程產(chǎn)生變化的。隨后，Kaizhuo[26]等人對電阻時(shí)變模型進(jìn)行了仿真模擬，采用有限差分的方法計(jì)算了放電電壓和放電電流。

圖1 不同放電電壓下電極表面擊穿過程

除了探索等離子體通道產(chǎn)生過程，還有部分學(xué)者針對巖石的擊穿過程進(jìn)行研究。祝效華等[27]提出了一種巖石介質(zhì)擊穿模型，即概率發(fā)展模型(PDM)。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和模型計(jì)算提出了等離子體破巖數(shù)值模擬方法，并最終得到了破巖規(guī)律。但數(shù)值模擬方法和算例存在一些不足之處，如將與等離子通道接觸的顆粒的溫度設(shè)為固定數(shù)值，在熱能耗散方面存在缺陷。

目前，針對脈沖放電致裂巖石機(jī)理的研究還處于探索階段，對等離子體通道的動(dòng)態(tài)擊穿機(jī)理和巖石介質(zhì)擊穿模型研究都存在精度不足的問題。脈沖放電致裂巖石機(jī)理屬于多物理場耦合作用過程，目前依舊沒有完整的理論模型，亟需國內(nèi)外學(xué)者繼續(xù)鉆研與探索。

2 脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)裝置

脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)裝置主要包括高能儲(chǔ)能電容器組、放電開關(guān)、放電電極組、顯示裝置和安全保護(hù)系統(tǒng)等。為獲得最優(yōu)的巖石破碎效果，相關(guān)學(xué)者致力于脈沖放電裝置的研發(fā)。

張輝等[28]設(shè)計(jì)了高壓脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)裝置，通過高壓變壓器升高電壓，輸出最高電壓可達(dá)70.0 kV，電容器組由4個(gè)電容器串聯(lián)組成，每個(gè)電容器電容為0.5 μF，成功對頁巖進(jìn)行了致裂實(shí)驗(yàn)。還有很多學(xué)者和研究單位搭建了脈沖放電裝置，電源最高輸入電壓如表1所示[29]。

表1 國內(nèi)外部分研究單位實(shí)驗(yàn)裝置電壓

在進(jìn)行脈沖放電實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)面臨電磁干擾問題。Rim等[30]研發(fā)了一種自感應(yīng)磁場驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電弧間隙開關(guān)，開關(guān)的轉(zhuǎn)換電壓為3.0～11.0 kV，峰值電流為400 kA；為提高開關(guān)性能，電極采用銅鎢合金。在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)強(qiáng)烈的電磁輻射，并且在產(chǎn)生等離子體的過程中還出現(xiàn)電流和電壓的突變等問題。卞德存等[31]對實(shí)驗(yàn)設(shè)備出現(xiàn)電磁干擾的現(xiàn)象實(shí)施了抗電磁干擾舉措：對抗干擾能力較強(qiáng)的高壓脈沖放電系統(tǒng)，采用頻率為50 Hz、電壓為220.0 V的單相交流電供電；對抗干擾能力較弱的設(shè)備，采用直流充電電池供電；并采用帶有金屬屏蔽網(wǎng)的導(dǎo)線以及抗干擾能力強(qiáng)的壓阻式傳感器等電磁屏蔽措施。對實(shí)驗(yàn)采取相關(guān)抗干擾處理后，在測量沖擊波壓力(沖擊波在傳播過程中擠壓液體介質(zhì)的等效應(yīng)力)波形時(shí)不再受到干擾信號(hào)的影響。付榮耀[32]設(shè)計(jì)了一臺(tái)儲(chǔ)能為8.0 kJ的充電電源，在控制系統(tǒng)和高壓測量端采用光電隔離技術(shù)，減小電磁干擾對控制系統(tǒng)的影響，同時(shí)提高了裝置的操作安全性。

在優(yōu)化電極設(shè)計(jì)方面，Liu等[33]研究了最佳電極間距和等離子體通道長度對沖擊波強(qiáng)度的影響。最佳電極間距與電極形狀可以在固定充電能量的前提下產(chǎn)生最強(qiáng)的沖擊波。通過等離子體通道長度調(diào)節(jié)(PCLR)方法能有效提高能量傳遞效率，彌補(bǔ)在電容器和開關(guān)處的能量損耗。圖2為液相脈沖放電產(chǎn)生沖擊波示意圖。由圖2a可知：液體介質(zhì)在高壓電流下被擊穿形成等離子體通道和空腔，隨后產(chǎn)生沖擊波，但沖擊波的強(qiáng)度稍弱。由圖2b可知：電極上添加2個(gè)細(xì)小的尖端后，在2個(gè)尖端中間會(huì)產(chǎn)生等離子體通道；由于每個(gè)尖端與相鄰電極末端具有相同電位，出現(xiàn)排斥作用，尖端中間會(huì)形成1個(gè)遠(yuǎn)離電極方向的弧形通道。此時(shí)等離子體通道的長度增加，等離子體通道的阻抗升高，等離子體通道中累積的能量增加，沖擊波強(qiáng)度提高。由于實(shí)驗(yàn)在沒有施加圍壓的環(huán)境下進(jìn)行，無法較好地模擬地層應(yīng)力環(huán)境，因此，對巖樣施加圍壓是下一步的實(shí)驗(yàn)方向。付榮耀等[34]對尺寸為Ф2 000 mm×600 mm的圓柱狀的水泥巖樣進(jìn)行了重復(fù)致裂巖石實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)次數(shù)為20次，放電電壓為18.0 kV，放電能量為32.4 kJ)，主要分析在其他放電條件相同的情況下，電極有無套管時(shí)的致裂效果。研究表明：在電極安裝套管時(shí)，放電能量會(huì)有部分損失，或作用于套管，或被套管吸收；利用裸電極直接對巖石致裂，會(huì)更有利于裂縫的起裂和擴(kuò)展。在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)了電極燒蝕的問題，建議在下一步研究中重點(diǎn)考慮。

圖2 液相脈沖放電產(chǎn)生沖擊波示意圖

在脈沖等離子體發(fā)生裝置的研發(fā)上，國內(nèi)外學(xué)者主要針對的是裝置的充能上限和電極優(yōu)化的設(shè)計(jì)方面。對于實(shí)驗(yàn)過程中面臨的電磁干擾問題，可通過采用壓力傳感器和光電隔離技術(shù)等措施進(jìn)行規(guī)避。

3 脈沖放電致裂巖石影響因素

脈沖放電致裂巖石的影響因素很多，主要包括液相介質(zhì)電導(dǎo)率、放電電壓、放電能量、巖石圍壓和脈沖寬度等。

3.1 液相介質(zhì)電導(dǎo)率

在液相介質(zhì)電導(dǎo)率方面，莊佳昇[35]利用高壓脈沖壓力震波管，在有拋物面反射器的管道中，研究了不同液相介質(zhì)電導(dǎo)率對沖擊波壓力峰值的影響。實(shí)驗(yàn)表明：在相同電極間距(0.3 mm)和放電電壓(7.0 kV)的條件下，液相介質(zhì)電導(dǎo)率越大，沖擊波壓力峰值越高(液相介質(zhì)電導(dǎo)率為109.700 0 mS/cm時(shí)，沖擊波壓力峰值高達(dá)100 MPa；液相介質(zhì)電導(dǎo)率為0.017 7 mS/cm時(shí)，沖擊波壓力峰值為20 MPa)。并且隨著電導(dǎo)率的升高，沖擊波壓力峰值的上下浮動(dòng)范圍在逐漸減小。研究表明，提高液相介質(zhì)電導(dǎo)率可有效提高脈沖放電沖擊波的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

3.2 放電能量與放電電壓

在放電能量和放電電壓方面，付榮耀[36]采用最大儲(chǔ)能為40.0 kJ的電源設(shè)備對10塊巖石進(jìn)行巖石致裂實(shí)驗(yàn)。研究表明：單次脈沖放電電壓越高、放電能量越大、放電次數(shù)越多、巖樣密度越小，脈沖放電致裂巖石效果越好。提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的放電能量和放電電壓可以提高脈沖放電致裂巖石的效果，但需要增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備里電容器數(shù)量，導(dǎo)致設(shè)備體積增大，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，不利于現(xiàn)場操作和實(shí)現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，建議可應(yīng)用石墨烯作為電極材料制備超級電容器[37]。

鮑先凱等[38-40]利用脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)裝置，采用CT掃描系統(tǒng)和孔裂隙分析軟件，對低滲透煤樣致裂效果進(jìn)行了分析。研究表明：脈沖放電致裂巖石技術(shù)對煤層有很好的致裂效果；放電電壓越高，煤樣內(nèi)部的裂隙率越大，脈沖放電致裂的裂縫長度越長，寬度越寬。Chen[41]、Li[42-43]、Liu[44]等學(xué)者也進(jìn)行了相關(guān)研究。Chen等針對內(nèi)徑為50 mm、外徑為125 mm、高度為180 mm的砂巖巖樣進(jìn)行脈沖放電實(shí)驗(yàn)，最大放電電壓為40.0 kV，電極間距為10.0 mm，電容器的電容為5.3～84.8 μF。實(shí)驗(yàn)表明：沖擊波壓力峰值與放電能量有關(guān)，放電能量越大，沖擊波壓力峰值越高，沖擊波壓力峰值可達(dá)到250 MPa；沖擊波的沖擊次數(shù)增多，巖樣的滲透率也隨之增大。

3.3 巖石圍壓

為研究巖石圍壓對脈沖放電致裂巖石效果的影響，付榮耀等[45]對6塊巖樣分別施加0～25 MPa的靜水壓力，然后進(jìn)行脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：巖石施加圍壓對巖樣裂縫的起裂和擴(kuò)展具有抑制作用；隨著靜水壓力的增加，巖石裂縫長度和寬度減小，巖樣的滲透率和孔隙度逐漸降低，裂縫的導(dǎo)流能力隨之降低。圍壓和三軸壓力有所不同，圍壓又叫做環(huán)壓，其最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力相等。但在真實(shí)地層中，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力一般是不同的。因此，在以上實(shí)驗(yàn)中，施加圍壓在一定程度上反應(yīng)了在真實(shí)地層環(huán)境中脈沖放電致裂巖石的規(guī)律，但在真實(shí)應(yīng)力環(huán)境的模擬方面還需進(jìn)一步研究。

3.4 脈沖寬度

在研究脈沖寬度對脈沖放電致裂巖石效果的影響方面，王廣旭等[46]進(jìn)行了高壓脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中的等離子體通道的脈沖寬度為5～45 ms。實(shí)驗(yàn)表明：隨著脈沖寬度的增加，作用在巖石上的放電能量增大，致裂巖石效果提高。但脈沖寬度的增加會(huì)導(dǎo)致高壓電極和接地電極的燒蝕損耗增加，因此，研發(fā)有效的抗燒蝕電極也是下步研究方向之一。

4 脈沖放電致裂巖石裂縫起裂與擴(kuò)展規(guī)律

裂縫的起裂與擴(kuò)展主要分為2類：第1類為新生裂縫的起裂和擴(kuò)展，第2類為新生裂縫與天然裂縫交匯后的裂縫擴(kuò)展情況。

針對新生裂縫的起裂和擴(kuò)展，Mao等[47]進(jìn)行了高壓脈沖放電致裂巖石實(shí)驗(yàn)，研究了多次脈沖放電后巖石的裂縫起裂和擴(kuò)展情況。當(dāng)沖擊波壓力峰值達(dá)到50 MPa時(shí)，可誘導(dǎo)多處裂縫的產(chǎn)生，裂縫的長度和寬度較為理想：一般情況下巖石中會(huì)產(chǎn)生一條主裂縫，其余為次級裂縫，主裂縫主要沿巖石初始應(yīng)力最小的方向擴(kuò)展。實(shí)驗(yàn)說明液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)具有一定的定向致裂效果。付榮耀等[48]采用最大儲(chǔ)能為40.0 kJ的電源設(shè)備進(jìn)行致裂巖石實(shí)驗(yàn)，對產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行了三維形貌分析：裂縫的表面粗糙度為0.430～1.075 mm，具有一定的導(dǎo)流能力；對巖石施加圍壓后，裂縫的數(shù)目增多，但長度偏短，且裂縫普遍存在轉(zhuǎn)向的特征，局部區(qū)域發(fā)現(xiàn)了環(huán)形裂縫。姜敞等[49]在脈沖寬度為10 μs、上升沿為400 ns以及放電能量為1.0 kJ的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行致裂巖石實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明：隨著沖擊波沖擊次數(shù)不斷增加，巖石首先出現(xiàn)微裂縫，然后裂縫整體貫通巖石，最后巖石完全破碎；巖石表面到等離子體通道中心的距離和巖石損傷程度呈對數(shù)關(guān)系，隨距離增加巖石損傷程度下降。秦爽和卞德存等[50-51]的研究表明：地應(yīng)力對裂縫的起裂和擴(kuò)展起到抑制作用；靜水壓力對裂縫擴(kuò)展方向的影響較小，對裂縫的擴(kuò)展速度和擴(kuò)展長度有較大影響。Yan等[52]也針對該問題做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)認(rèn)為靜水壓力對巖石裂縫的起裂和擴(kuò)展存在抑制性。

Li等[53]為了觀察裂縫形態(tài)，利用有機(jī)玻璃可視化的特點(diǎn)，進(jìn)行了脈沖放電致裂有機(jī)玻璃實(shí)驗(yàn)，分析裂縫形貌特征，總結(jié)裂縫起裂的影響因素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。由圖3可知：沖擊波所形成的裂縫呈現(xiàn)放射狀，裂縫擴(kuò)展存在對稱性，有分叉特征；隨著放電電壓的升高，裂縫密度(單位面積上的裂縫條數(shù))不斷增加。此外，從圖中還可發(fā)現(xiàn)，沖擊波產(chǎn)生的裂縫存在波形的特征。但有機(jī)玻璃存在均質(zhì)的特點(diǎn)，區(qū)別于巖石的非均質(zhì)性，實(shí)驗(yàn)雖能在一定程度上反應(yīng)脈沖放電的致裂方式和沖擊波的傳播路徑，但還是較為理想化，如何彌補(bǔ)材料的非均質(zhì)性這方面的不足將是下步研究方向。

考慮到脈沖放電致裂巖石裂縫與天然裂縫的交匯，周曉亭和李恒樂等[54-55]對脈沖放電下的煤體微裂隙演化與孔隙結(jié)構(gòu)變化情況進(jìn)行了研究。周曉亭的研究表明：新生裂縫的起裂主要受張剪性應(yīng)力影響，在施加圍壓的條件下應(yīng)力主要集中在天然裂縫處，脈沖放電致裂巖石裂縫優(yōu)先沿著原有結(jié)構(gòu)性缺陷部分(即天然裂縫)方向發(fā)育。李恒樂自主搭建了煤體致裂實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，不同沖擊次數(shù)下的孔裂隙發(fā)育特征如圖4所示。由圖4可知：當(dāng)沖擊次數(shù)為0時(shí)，裂縫大體為規(guī)則的單裂縫，隨著沖擊次數(shù)的增加，原生裂縫逐漸擴(kuò)展，并伴隨著多條微裂縫出現(xiàn)，部分區(qū)域出現(xiàn)貫穿孔隙的裂隙。說明裂縫以孔隙擴(kuò)展和裂隙生長的方式進(jìn)行，在沖擊波的作用下裂隙在弱結(jié)構(gòu)面附近出現(xiàn)張性和剪性裂縫。

圖4 不同沖擊次數(shù)下的孔裂隙發(fā)育特征

5 結(jié)論與展望

(1) 液相高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)是在多物理場耦合過程下發(fā)生的，是力、熱、聲、電耦合作用的結(jié)果，但至今仍未有完整的高壓脈沖放電致裂巖石理論，對等離子體通道的動(dòng)態(tài)擊穿機(jī)理和巖石介質(zhì)擊穿模型的研究精度不足。繼續(xù)探索高壓脈沖放電致裂巖石機(jī)理是提高脈沖放電致裂巖石技術(shù)效果的必要條件。

(2) 在實(shí)驗(yàn)裝置方面，等離子體發(fā)生過程中出現(xiàn)了強(qiáng)烈電磁干擾，存在電流、電壓突變問題，可通過壓力傳感器的選擇以及光電隔離等技術(shù)避免；放電電極組間產(chǎn)生等離子體通道時(shí)會(huì)出現(xiàn)燒蝕電極的情況，研發(fā)導(dǎo)電性能好、抗燒蝕的電極是一項(xiàng)亟需解決的技術(shù)難題。另外，電源裝置體積偏大，如果將電源裝置置于井上，裝置的體積基本不受影響，但從電源裝置到放電電極組間的電纜能量損耗必須加以考慮，需要研發(fā)低波阻抗的傳輸電纜。井下空間有限，如果將電容置于井下，電源能提供的放電能量較小，因此，需要研發(fā)高儲(chǔ)能密度的電容，建議采用石墨烯為電極材料制備超級電容器，可獲得電容內(nèi)阻更小、電容量更大、壽命更長的電容器，同時(shí)需考慮水密、絕緣和電磁屏蔽等問題。

(3) 在實(shí)驗(yàn)影響因素方面，液相介質(zhì)電導(dǎo)率、巖石圍壓、放電電壓、放電能量和脈沖寬度等因素均對液相高壓脈沖放電致裂巖石效果有所影響。液相介質(zhì)電導(dǎo)率越大，沖擊波壓力峰值越高。提高液相介質(zhì)電導(dǎo)率可有效提高脈沖放電沖擊波的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。圍壓對裂縫起裂和擴(kuò)展有抑制作用。此外，放電電壓越高、放電能量越大、放電次數(shù)越多，致裂巖石效果越好。巖石的電導(dǎo)率對高壓脈沖放電致裂巖石技術(shù)同樣存在影響，但研究較少，建議在這個(gè)方向做進(jìn)一步探索。

(4) 在裂縫的起裂和擴(kuò)展方面，巖石新生裂縫的起裂主要受張剪性應(yīng)力影響，由一條主裂縫和四周多個(gè)次級裂縫組成，裂縫擴(kuò)展存在對稱性，有轉(zhuǎn)向、分叉和波形特征。在遇到天然裂縫時(shí)，新生裂縫主要沿天然裂縫發(fā)育。目前針對裂縫轉(zhuǎn)向特征的研究只停留在初步總結(jié)現(xiàn)象階段，研究并不深入，該方向可以作為下一步深入研究的重點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)時(shí)需多考慮天然裂縫的影響。