[發明專利]巖鹽三軸壓縮強度的確定方法

有效

• 申請號: 201810347095.2
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108732013B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李浩然;董志凱;劉博;歐陽作林;侯兆霞;陳明義;范玲玲
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N29/14
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 侯迎新

本發明提供了一種巖鹽三軸壓縮強度的確定方法，該方法包括以下步驟a、開始巖鹽三軸壓縮試驗，采集承載應力信息和聲發射信息；b、統計試驗數據，得出巖鹽試樣的承載應力?時間曲線，聲發射能量率?時間曲線；c、確定巖鹽試樣承載應力σ₀，利用聲發射能量率?時間曲線和承載應力?時間曲線得到巖鹽試樣的承載應力σ₀；d、確定巖鹽試樣壓縮強度σ，將c步驟中得到的承載應力σ₀作為壓縮強度σ。本發明所述的本發明所述的巖鹽三軸壓縮強度的確定方法，在確定過程中只需要對試驗過程中的承載應力信息和聲發射信息即可得出巖鹽試樣的壓縮強度，可不必對巖鹽試樣的環向應變和軸向應變的測量，減少試驗步驟。

技術領域

本發明涉及巖土工程室內測試技術領域，特別涉及一種巖鹽三軸壓縮強度的確定方法。

背景技術

鹽巖是一種特殊的巖體，它具有極低的滲透率和良好的蠕變性，是世界上公認的能源儲備的理想介質，我國鹽穴地下能源儲備庫正處于大規模建造過程中。然而，由于鹽巖特殊的流變特征，在三軸壓縮試驗過程中巖體的壓縮強度測試較為困難。傳統的巖石三軸壓縮強度確定公式為：P＝F/S。

式中：P為巖體壓縮強度，單位MPa；F為最大破壞力，單位KN；S為應力承載橫截面積，單位平方毫米。鹽巖在三軸承載破壞過程中，巖石產生顯著的應變硬化特征，與其他眾多巖體不同，鹽巖不會產生宏觀的破裂斷面，而是產生鼓形破壞特征，其承載截面面積逐步增大，巖體依然具有較高的承載能力，無法找到鹽巖的破壞峰值強度。隨著試驗的持續進行，巖石軸向變形量將超過位移引伸計的最大量程，造成其軸向變形量無法準確測定，為準確計算出鹽巖的三軸壓縮強度帶來困難。關于鹽巖三軸壓縮強度的確定方法，至今尚未形成統一的標準。有些學者將巖石軸向應變為4％時所處的應力水平定義為鹽巖的三軸壓縮強度，但這一定義方法缺乏理論支撐。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種巖鹽三軸壓縮強度的確定方法，以可提高壓縮強度確定的準確性，并具有較好的使用效果。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種巖鹽三軸壓縮強度的確定方法，該方法包括以下步驟：

a、開始巖鹽三軸壓縮試驗，將巖鹽試樣固定在巖石力學試驗機上，進行三軸壓縮試驗，并采集試驗過程中的巖鹽試樣承載應力信息和聲發射信息；

b、統計試驗數據，得出巖鹽試樣的承載應力-時間曲線，聲發射能量率-時間曲線；

c、確定巖鹽試樣承載應力σ₀，利用聲發射能量率-時間曲線，得到巖鹽試樣的聲發射能量釋放峰值所對應的時間t，通過時間t并利用承載應力-時間曲線得到巖鹽試樣的承載應力σ₀；

d、確定巖鹽試樣壓縮強度σ，將c步驟中得到的承載應力σ₀作為壓縮強度σ，即σ＝σ₀。

進一步的，利用鹽巖試樣的環向應變特征重新確定鹽巖試樣的承載截面信息，對壓縮強度σ進行修正。

進一步的，在步驟a中，還包括對試驗過程中的巖鹽試樣的應變信息采集，并得出承載應力-應變曲線，通過步驟c中得到的承載應力σ₀值并利用承載應力-應變曲線得到巖鹽試樣的環向應變值，所述修正公式為σ′＝σ/(1+ε)^2，式中ε為鹽巖試樣的環向應變絕對值，σ′為修正后壓縮強度。

進一步的，所述巖鹽試樣為圓柱體結構。

進一步的，在步驟a中所述聲發射信息的采集方法為：通過在巖鹽試樣周側固定多個聲發射傳感器，各聲發射傳感器通過電連接的聲發射采集系統對聲發射信息進行記錄和存儲。

進一步的，所述聲發射傳感器為環所述巖鹽試樣周向均勻布置的至少四個。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：