[發明專利]一種聲發射與數值計算相結合的巖石破裂過程分析方法有效
| 申請號： | 201710319573.4 | 申請日： | 2017-05-09 |
| 公開（公告）號： | CN107101887B | 公開（公告）日： | 2019-06-07 |
| 發明（設計）人： | 魏炯;朱萬成;關凱;周靖人;劉溪鴿;牛雷雷;魏晨慧 | 申請（專利權）人： | 東北大學 |
| 主分類號： | G01N3/08 | 分類號： | G01N3/08 |
| 代理公司： | 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234 | 代理人： | 俞魯江 |
| 地址： | 110819 遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 聲發 數值 計算 相結合 巖石 破裂 過程 分析 方法 | ||
1.一種聲發射與數值計算相結合的巖石破裂過程分析方法，其特征在于步驟如下：
(1)選用一種巖石試件進行單軸壓縮試驗；
(2)采用聲發射技術監測其破壞過程，以巖石試件底部圓心作為坐標原點，確定8個傳感器位置，四個一組，每組設置在同一水平面上且均勻分布；
(3)將巖石試件放置于壓力機的承壓板間，先開始采集數據，再對上下承壓板施加壓力，直至試件破壞；
(4)基于聲發射數據的巖石損傷定量表征方法；
震源半徑方程為；
損傷變量D；
式中：σn表示垂直裂紋的應力，a表示裂紋長度的一半，E表示巖石的彈性模量，ν表示巖石的泊松比，γ表示單位面積表面能，Ek表示動能，Ei表示內能，Ea表示表面能，D損傷變量；
(5)基于數值計算的損傷模型；
單元的損傷變量D按照如下關系給出：
式中εt0是當單元發生拉伸損傷對應的最大拉伸主應變，εc0是當單元發生剪切損傷時對應的最大壓縮主應變，ε1和ε3分別是第一、第三主應變，n是表示單元損傷演化的系數；
單元的彈性模量按照如下關系式給出：E＝(1-D)E0
E0和E分別為損傷前和損傷后的彈性模量；
單元的強度也按如上關系給出：σs＝(1-D)σs0
其中σs0和σs分別為損傷前和損傷后的單元強度
(6)按基于聲發射數據的巖石損傷定量表征方法分析監測數據，反演巖石的損傷半徑和損傷程度；利用式
E＝(1-D)E0和σs＝(1-D)σs0對巖石的彈性模量和強度進行相應地弱化；E0和E分別為損傷前和損傷后的彈性模量；σs0和σs分別為損傷前和損傷后的單元強度；
(7)將聲發射反演損傷作為巖石初始條件，按基于數值計算的損傷模型進行數值計算，即可得到巖石的最終破裂模式。
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