[發(fā)明專利]基于加卸載響應滯后比指標的巖爆傾向性等級判別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910429937.3
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN110044716B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 宮鳳強;吳晨;閆景一;李夕兵
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀

1.基于加卸載響應滯后比指標的巖爆傾向性等級判別方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟S1、現(xiàn)場取樣，將取得的巖塊加工成圓柱形巖石試樣；

步驟S2、進行單軸壓縮試驗，加載圓柱形巖石試樣直至破壞，得到其應力應變曲線；

步驟S3、以圓柱形巖石試樣的軸向應力的峰值作為其單軸抗壓強度σ_c；

步驟S4、以與步驟S2相同的加載速率對相同規(guī)格的另一圓柱形巖石試樣進行單軸壓縮分級加卸載試驗直至試樣破壞，獲得該巖石試樣的分級加卸載應力應變曲線；

步驟S5、依據(jù)分級加卸載應力應變曲線確定巖石試樣的各級加卸載峰值點，并擬合出每級加卸載試驗的加載段和卸載段數(shù)據(jù)點的斜率；

步驟S6、依據(jù)每級加卸載試驗的加載段和卸載段數(shù)據(jù)點的斜率確定各級加卸載響應比，并繪制加卸載響應比隨軸向應變的變化曲線；

步驟S7、依據(jù)各級加卸載響應比隨軸向應變的變化曲線確定巖石試樣的加卸載響應比起變點，方法為計算加卸載響應比隨軸向應變的變化曲線中相鄰兩級加卸載響應比值的差值，計算公式如下：

ΔLURR_i→i-1＝LURR_i-LURR_i-1,i≥2；

其中，ΔLURR_i→i-1表示第i級加卸載響應比值與第i-1級加卸載響應比值的差值，LURR_i為第i級加卸載響應比值，LURR_i-1為第i-1級加卸載響應比值；

依據(jù)加卸載響應比隨軸向應變的變化曲線中，巖石試樣單軸抗壓強度σ_c的60％之后對應的ΔLURR_i→i-1確定加卸載響應比起變點，若在巖石試樣60％峰值強度之后對應的ΔLURR_i→i-1中，有連續(xù)三個ΔLURR_i→i-1值為正，即表明巖石加卸載響應比值出現(xiàn)逐級上升現(xiàn)象，則確定這三個連續(xù)的ΔLURR_i→i-1值中的第一個ΔLURR_i→i-1對應的第i-1級的加卸載響應比-軸向應變點為起變點；

步驟S8、計算加卸載響應比起變點與巖石試樣峰值強度點之間的滯后時間T₁和初始加載點至巖石試樣達到峰值強度點的時間T₂；

步驟S9、根據(jù)公式T_R＝T₁/T₂計算加卸載響應滯后比T_R；

步驟S10、根據(jù)加卸載響應滯后比T_R的值判斷巖石試樣巖爆傾向性等級，當T_R＞0.25時，巖石材料無巖爆傾向；當0.20＜T_R≤0.25時，巖石材料有輕微巖爆傾向；當0.15＜T_R≤0.20時，巖石材料有中等巖爆傾向；當T_R≤0.15時，巖石材料有強巖爆傾向。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于加卸載響應滯后比指標的巖爆傾向性等級判別方法，其特征在于，所述步驟S4的單軸壓縮分級加卸載試驗，首先加載至單軸抗壓強度σ_c的4％，然后卸載到0，作為第1級載荷；然后加載至單軸抗壓強度σ_c的8％，卸載至單軸抗壓強度σ_c的4％，作為第2級載荷；每級加載強度較前一級增加單軸抗壓強度σ_c的4％，每級卸載強度為前一級的加載強度，逐級加卸載直至巖石試樣破壞。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于加卸載響應滯后比指標的巖爆傾向性等級判別方法，其特征在于，所述步驟S5是以各級加卸載峰值點為上限，在每級加卸載峰值點前的加載段和其后的卸載段分別取1MPa長度的數(shù)據(jù)點，然后利用最小二乘擬合法來擬合出各級加卸載試驗的加載段數(shù)據(jù)點的斜率、卸載段數(shù)據(jù)點的斜率。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于加卸載響應滯后比指標的巖爆傾向性等級判別方法，其特征在于，所述步驟S6每級加卸載試驗的卸載段數(shù)據(jù)點的斜率與其加載段數(shù)據(jù)點的斜率的比值即為每級加卸載響應比。