[發明專利]確定混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的方法及設備

有效

• 申請號: 202110120902.9
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112801981B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 李海波;劉黎旺;李曉鋒;傅帥旸;吳迪;王犇
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/246
• 代理公司: 武漢知伯樂知識產權代理有限公司 42282
• 代理人: 王福新

本發明提供了一種確定混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的方法及設備。所述方法包括：獲取試驗級巖石試樣的若干張照片并得到混合壓剪裂紋的全場位移與應變分布；在全場位移的不連續區以一間距布置若干監測點，獲取每一監測點的最大主應變，得到每一監測點的最大主應變的散點集合；對散點集合進行擬合得到擬合曲線，連接擬合曲線上升區兩側的端點得到參考直線，在此基礎上得到不同照片編號的最大主應變差值集合，獲取最大主應變差值集合中的差值極大值對應的時長；根據每相鄰兩監測點的差值極大值對應的時長及一間距，得到混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區在每相鄰兩監測點間的傳播速度。本發明提可以實現對混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的定量分析。

技術領域

本發明實施例涉及巖石斷裂力學技術領域，尤其涉及一種確定混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的方法及設備。

背景技術

巖石材料在經過復雜的地質構造與成巖作用后，其內部往往具有天然形成的微觀裂紋，如礦物晶體邊界、解理面、層理面等。由于這些微裂紋與缺陷隨機分布在巖石材料內部，且其傾角與地應力的方向難以保證在同一平面上，故上述天然裂紋在外力作用下大多將發生與混合壓剪裂紋相同的斷裂特征。巖石材料中混合壓剪裂紋尖端發生的裂紋起裂、擴展現象達到較為嚴重的程度后會導致工程事故的發生。巖石材料裂紋產生的過程是一個十分迅速的過程，通過人工的方式研究斷裂過程區的傳播速度等物理量是十分困難的。因此，開發一種確定混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的方法及設備，可以有效填補上述相關技術空白，就成為業界亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明實施例提供了一種確定混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的方法及設備。

第一方面，本發明的實施例提供了一種確定混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的方法，包括：以一時長間隔獲取試驗級巖石試樣的若干張照片，對所述若干張照片進行分析得到混合壓剪裂紋的全場位移與應變分布；在所述全場位移的不連續區以一間距布置若干監測點，獲取每一監測點在所述若干張照片中每一照片上的最大主應變，得到每一監測點的最大主應變的散點集合；對所述散點集合進行擬合得到擬合曲線，連接擬合曲線上升區兩側的端點得到參考直線，根據所述擬合曲線和參考直線，得到不同照片編號的最大主應變差值集合，獲取所述最大主應變差值集合中的差值極大值對應的時長；根據每相鄰兩監測點的差值極大值對應的時長及所述一間距，得到混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區在每相鄰兩監測點間的傳播速度。

在上述方法實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的確定混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的方法，所述以一時長間隔獲取試驗級巖石試樣的若干張照片，包括：每隔Δt獲取試驗級巖石試樣的若干張照片，所述若干張照片按拍照順序依次從1至m進行編號；其中，m為所述若干張照片的數量；Δt為所述一時長間隔。

在上述方法實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的確定混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的方法，所述根據所述擬合曲線和參考直線，得到不同照片編號的最大主應變差值集合，包括：在豎直方向上將擬合曲線上的最大主應變值與參考直線上的最大主應變值做差，將全部差值作為不同照片編號的最大主應變差值集合。

在上述方法實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的確定混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的方法，所述獲取所述最大主應變差值集合中的差值極大值對應的時長，包括：

t_i＝N×Δt

其中，t_i為第i個監測點的最大主應變差值集合中的差值極大值對應的時長；N為混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區到達第i個監測點的照片編號，且1≤N≤m。

在上述方法實施例內容的基礎上，本發明實施例中提供的確定混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區傳播速度的方法，所述根據每相鄰兩監測點的差值極大值對應的時長及所述一間距，得到混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區在每相鄰兩監測點間的傳播速度，包括：