[發明專利]一種基于變形測試的巖石類材料破裂性質的識別方法

有效

• 申請號: 201711153959.9
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107966364B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 黃達;鐘助;岑奪豐;顧東明;宋宜祥
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 12210 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 付長杰

1.一種基于變形測試的巖石類材料破裂性質的識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)制作完全相同的巖石試樣Ⅰ(1)和巖石試樣Ⅱ(2)；

2)選取巖石試樣Ⅰ(1)進行預試，獲取該類試樣的潛在破裂面；

3)在巖石試樣Ⅱ(2)的表面繪制潛在破裂面標記線(3)；在標記線(3)上設置一系列應變片組(4)；所述一系列應變片組(4)從下到上依次編號為1、2…i…n；測得每一組應變片組(4)對應局部區域處的標記線(3)與水平方向的夾角，依次記為θ₁、θ₂…θ_i…θ_n；其中，每一組應變片組(4)包括x向應變片(401)和y向應變片(402)；所述x向應變片(401)水平布置，y向應變片(402)豎直布置；

4)通過試驗，獲取各應變片組(4)的應變值；其中，第i組應變片組(4)中，x向應變片(401)的應變值為ε_xi，y向應變片(402)的應變值為ε_yi；

5)按照第i組應變片組(4)對應局部區域處標記線(3)的法向和切向，將ε_xi分解為ε_nxi和ε_sxi，將ε_yi分解為ε_nyi和ε_syi，其中：ε_nxi和ε_sxi分別為ε_xi的法向應變和切向應變，ε_nyi和ε_syi分別為ε_yi的法向應變和切向應變；計算得出第i組應變片組(4)對應局部區域的法向應變ε_ni和切向應變ε_si；其中，ε_ni＝ε_nxi+ε_nyi，ε_si＝ε_sxi-ε_syi；

6)根據ε_ni和ε_si的數值特征，確定第i組應變片組(4)對應局部區域的破裂性質。

2.一種基于變形測試的巖石類材料破裂性質的識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)制作完全相同的巖石試樣Ⅰ(1)和巖石試樣Ⅱ(2)；

2)選取巖石試樣Ⅰ(1)進行預試，獲取該類試樣的潛在破裂面；

3)在巖石試樣Ⅱ(2)的表面繪制潛在破裂面標記線(3)；所述標記線(3)將巖石試樣Ⅱ(2)分割成上下兩個部分；每隔一定間距在巖石試樣Ⅱ(2)上做一組色彩標識(5)；所述每組色彩標識(5)包括上標識(501)和下標識(502)；所述上標識(501)位于標記線(3)上方，所述下標識(502)位于標記線(3)下方；每組色彩標識(5)中的上標識(501)和下標識(502)的連線與標記線(3)垂直；若干組色彩標識(5)從下到上依次編號為1、2…i…n；第i組色彩標識(5)中的上標識(501)和下標識(502)之間的距離為l_i；

4)通過試驗，獲取任意的第i組標識區域的位移為d_i1和d_i2；在試驗過程中，采用高清高速攝像設備(7)對標識區域進行全程監測，結合巖石試樣Ⅱ(2)旁側的靜止參照物(6)，得到任意的第i組標識區域的上標識(501)位移為d_i1，下標識(502)的位移為d_i2；以潛在破裂面方向逆時針旋轉為正，位移方向與標記線(3)的夾角分別為β_i1和β_i2；

5)按照第i組色彩標識(5)對應局部區域處標記線(3)的法向和切向，將d_i1分解為d_ni1和d_si1，將d_i2分解為d_ni2和d_si2，其中：d_ni1和d_si1分別為d_i1的法向位移和切向位移，d_ni2和d_si2分別為d_i2的法向位移和切向位移；計算得出第i組色彩標識(5)對應局部區域的法向應變ε_ni和切向應變ε_si；其中，

6)根據ε_ni和ε_si的數值特征，確定第i組色彩標識(5)對應局部區域的破裂性質。

3.根據權利要求1或權利要求2任一所述的識別方法，其特征在于：步驟1)中所述巖石試樣Ⅰ(1)和巖石試樣Ⅱ(2)為圓柱體或長方體；各類試驗對應的巖石試件尺寸的加工需符合巖石力學試驗規程規定。