[發明專利]一種巖石的細觀蠕變破壞過程的測試方法

有效

• 申請號: 201610053616.4
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105716947B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 何志磊;朱珍德;羅志華;劉春梅;孫赑
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

1.一種巖石的細觀蠕變破壞過程的測試方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)采用巖石取芯機對原始巖塊進行鉆孔取芯，獲得圓柱狀端面不平整的長巖塊，采用巖石切割機對長巖塊的端面進行切割得到端面平整的圓柱形試樣，采用巖石磨平機對圓柱形試樣端面進行磨平，使圓柱形試樣兩端面的不平整度偏差為±0.05mm，獲得直徑與高度之比為1:2～3的圓柱形試樣，對制作的試樣進行聲波檢測，挑選出波速相近試樣進行試驗；

(2)在進行蠕變試驗之前，首先選出兩個試樣，制成切片，并進行電鏡掃描，得到巖石的初始裂隙分布情況；

(3)開展巖石試樣的單軸壓縮試驗，確定出巖石試樣的單軸抗壓強度，根據巖石的強度對蠕變試驗中的加載水平進行分級；

(4)開展巖石的單軸或三軸蠕變試驗，按照確定的分級，施加第一級荷載并保持荷載不變，觀察巖石的變形，當變形增量不大于0.001mm/d時，然后卸載至零，當變形穩定后，即完成一次循環加卸載過程，對經歷過當前應力水平后的試樣制成切片，進行電鏡掃描，得到在這一級應力水平作用后的裂隙分布情況，每一級加載水平，至少準備兩個試樣；

(5)重復步驟(4)，直到最后一級加載后，巖樣發生破壞，對試樣斷口處進行電鏡掃描，得到斷口的裂隙分布情況；

(6)利用數字圖像處理技術，對(2)中沒有加載的巖石試樣的切片，(4)、(5)中每一級應力水平作用后的巖石試樣切片和最后巖石破壞后的試樣斷口的電鏡掃描圖像進行圖像處理，統計得到裂隙的方位角、長度、面積；

(7)從對未加荷載的初始裂隙情況到隨著應力水平的增加，蠕變過程中裂隙的萌生、擴展、連接和貫通導致的裂隙的方位角、長度、面積的變化，獲得蠕變過程中巖石發生蠕變破壞的細觀裂隙的擴展規律。

2.根據權利要求1所述的巖石的細觀蠕變破壞過程的測試方法，其特征在于：所述步驟(3)中根據巖石的強度對蠕變試驗中的加載水平進行分級，分級不少于4級，各級之間的應力差恒定，且保證最后一級應力水平使得巖石破壞。

3.根據權利要求1所述的巖石的細觀蠕變破壞過程的測試方法，其特征在于：所述步驟(6)中試樣切片通過電鏡掃描得出裂隙的方位角、長度、面積，包括以下步驟：

(a)選擇需要處理的SEM圖像；

(b)獲取SEM圖像的標尺信息；

(c)對SEM圖像進行圖像增強處理；

(d)對進行圖像增強處理后的SEM圖像進行圖像分割，分割結束后，提取圖像中的裂隙，得到當前顯示微裂隙的微裂隙面積、微裂隙長度和微裂隙方位角。