[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于變形測(cè)試的巖石類(lèi)材料破裂性質(zhì)的識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711153959.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107966364B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃達(dá);鐘助;岑奪豐;顧東明;宋宜祥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/08
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 12210 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 付長(zhǎng)杰

本發(fā)明公開(kāi)一種基于變形測(cè)試的巖石類(lèi)材料破裂性質(zhì)的識(shí)別方法。該方法包括預(yù)試驗(yàn)獲取潛在破裂面、設(shè)置應(yīng)變片組或色彩標(biāo)識(shí)、試驗(yàn)、得出法向應(yīng)變和切向應(yīng)變等步驟。該方法不僅能全面并定量的跟蹤巖石類(lèi)材料破裂面的應(yīng)變歷程，而且可辨識(shí)局部細(xì)小區(qū)域的破裂性質(zhì)，在研究巖石類(lèi)破裂模式及變形機(jī)理的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域具有重要的實(shí)用價(jià)值和推廣意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石力學(xué)及地質(zhì)工程領(lǐng)域，特別涉及一種巖石類(lèi)材料破裂性質(zhì)的識(shí)別方法。

背景技術(shù)

巖石類(lèi)材料的破裂和變形演化一直是巖石力學(xué)及地質(zhì)工程領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容之一。巖石類(lèi)材料的破裂性質(zhì)就是其中一個(gè)關(guān)鍵的因素，主要表現(xiàn)為受拉破裂、拉剪破裂以及受壓剪作用的剪破裂。現(xiàn)有技術(shù)中，通常是根據(jù)破裂面的形態(tài)，結(jié)合數(shù)值模擬的方法，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性的識(shí)別及描述。這類(lèi)方法不能定量的識(shí)別出不同性質(zhì)破裂間的分隔區(qū)域，也不能判定某個(gè)局部細(xì)小區(qū)域的破裂性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于變形測(cè)試的巖石類(lèi)材料破裂性質(zhì)的識(shí)別方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種基于變形測(cè)試的巖石類(lèi)材料破裂性質(zhì)的識(shí)別方法，包括以下步驟：

1)制作完全相同的巖石試樣Ⅰ和巖石試樣Ⅱ。

2)選取巖石試樣Ⅰ進(jìn)行預(yù)試，獲取該類(lèi)試樣的潛在破裂面。

3)在巖石試樣Ⅱ的表面繪制潛在破裂面標(biāo)記線。在標(biāo)記線上設(shè)置一系列應(yīng)變片組。所述一系列應(yīng)變片組從下到上依次編號(hào)為1、2…i…n。測(cè)得每一組應(yīng)變片組對(duì)應(yīng)局部區(qū)域處的標(biāo)記線與水平方向的夾角，依次記為θ₁、θ₂…θ_i…θ_n。其中，每一組應(yīng)變片組包括x向應(yīng)變片和y向應(yīng)變片。所述x向應(yīng)變片水平布置，y向應(yīng)變片豎直布置。

4)通過(guò)試驗(yàn)(適應(yīng)于粘貼應(yīng)變片測(cè)試變形的所有巖石類(lèi)材料試驗(yàn)，如單軸壓縮、單軸拉伸、雙軸壓縮等)，獲取各應(yīng)變片組的應(yīng)變值。其中，第i組應(yīng)變片組中，x向應(yīng)變片的應(yīng)變值為ε_xi，y向應(yīng)變片的應(yīng)變值為ε_yi。

5)按照第i組應(yīng)變片組對(duì)應(yīng)局部區(qū)域處標(biāo)記線的法向和切向，將ε_xi和ε_yi分解為ε_nxi、ε_sxi、ε_nyi和ε_syi。計(jì)算得出第i組應(yīng)變片組對(duì)應(yīng)局部區(qū)域的法向應(yīng)變?chǔ)?Sub>ni和切向應(yīng)變?chǔ)?Sub>si。其中，ε_ni＝ε_nxi+ε_nyi，ε_si＝ε_sxi-ε_syi。

6)根據(jù)ε_ni和ε_si的數(shù)值特征，確定第i組應(yīng)變片組對(duì)應(yīng)局部區(qū)域的破裂性質(zhì)。

本發(fā)明還公開(kāi)一種基于變形測(cè)試的巖石類(lèi)材料破裂性質(zhì)的識(shí)別方法，包括以下步驟：

1)制作完全相同的巖石試樣Ⅰ和巖石試樣Ⅱ。

2)選取巖石試樣Ⅰ進(jìn)行預(yù)試，獲取該類(lèi)試樣的潛在破裂面。

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