[發(fā)明專利]巖石在圍壓條件下的拉伸強(qiáng)度計(jì)算方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011046352.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112198052B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃達(dá);劉洋;岑奪豐;宮鳳強(qiáng);鐘助
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長(zhǎng)杰;張國(guó)榮

1.一種巖石在圍壓條件下的拉伸強(qiáng)度計(jì)算方法，其特征在于，該方法根據(jù)公式(1)的巖石圍壓與拉伸強(qiáng)度的關(guān)系準(zhǔn)則計(jì)算巖石的拉伸強(qiáng)度；

其中，σ₃為拉伸強(qiáng)度，σ₁為圍壓值；m、n、k、q和a為常數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石在圍壓條件下的拉伸強(qiáng)度計(jì)算方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟S1、進(jìn)行巖石試樣在不同圍壓條件下的拉伸試驗(yàn)，獲取巖石試樣在不同圍壓作用下的拉伸強(qiáng)度；

步驟S2、根據(jù)不同圍壓及其對(duì)應(yīng)的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，確定公式(1)中的當(dāng)前巖石材料屬性相關(guān)的常數(shù)值，再根據(jù)確定的巖石圍壓與拉伸強(qiáng)度的關(guān)系準(zhǔn)則，計(jì)算出當(dāng)前巖石在不同圍壓條件下的拉伸強(qiáng)度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的巖石在圍壓條件下的拉伸強(qiáng)度計(jì)算方法，其特征在于，步驟S1中拉伸試驗(yàn)的過(guò)程是：

1-1制備巖石試樣，巖石試樣的兩端分別粘結(jié)帶螺紋孔的金屬端頭；

1-2將巖石試樣豎直安裝在拉伸-壓縮轉(zhuǎn)換裝置上，將巖石試樣兩端的金屬端頭與拉伸-壓縮轉(zhuǎn)換裝置上、下部的連接端固連；然后將安裝有巖石試樣的拉伸-壓縮轉(zhuǎn)換裝置整體密封在三軸壓縮試驗(yàn)機(jī)的圍壓腔中，三軸壓縮試驗(yàn)機(jī)的兩個(gè)加載頭分別與拉伸-壓縮轉(zhuǎn)換裝置的加載端固連，向圍壓腔內(nèi)充入硅油；

1-3對(duì)巖石試樣施加圍壓，待圍壓值穩(wěn)定后對(duì)巖石試樣逐漸施加軸向壓力；當(dāng)巖石試樣發(fā)生斷裂，停止拉伸。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巖石在圍壓條件下的拉伸強(qiáng)度計(jì)算方法，其特征在于，巖石試樣采用花崗巖制成，巖石試樣為高100mm，直徑為50mm的圓柱體。

5.一種巖石在圍壓條件下的拉伸強(qiáng)度計(jì)算方法的應(yīng)用，其特征在于，需要預(yù)先進(jìn)行巖石試樣的拉伸試驗(yàn)，確定不同巖石材料對(duì)應(yīng)的m、n、k、q和a的取值；測(cè)量某處巖石的圍壓值，根據(jù)公式(1)的關(guān)系準(zhǔn)則計(jì)算得到該處巖石破裂時(shí)拉伸強(qiáng)度的理論值；

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)該處巖石的實(shí)際強(qiáng)度，當(dāng)巖石的實(shí)際強(qiáng)度小于拉伸強(qiáng)度的理論值時(shí)表示巖石未發(fā)生破裂，可以繼續(xù)開(kāi)挖；當(dāng)巖石的實(shí)際強(qiáng)度大于或等于拉伸強(qiáng)度的理論值時(shí)表示巖石發(fā)生破裂，需要停止開(kāi)挖操作。