[發明專利]確定巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區長度的方法及設備

有效

• 申請號: 202110120904.8
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112801982B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 李海波;劉黎旺;傅帥旸;吳迪;李曉鋒;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

1.一種確定巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區長度的方法，其特征在于，包括：獲取試驗級巖石試樣的照片，對所述照片進行數字圖像分析得到試驗級巖石試樣的全場位移與應變；獲取所述全場位移的不連續區域分隔邊界，在所述分隔邊界中以混合壓剪裂紋尖端為起點布置線性剖面，計算并得到所述線性剖面上各點的最大主應變；根據所述各點的最大主應變及各點與所述起點的距離繪制散點圖，并對散點圖進行擬合得到擬合曲線，連接所述擬合曲線的起點與終點得到參考直線；在豎直方向上將擬合曲線上的點與參考直線上的相應點做差，得到最大主應變差值集合，則所述最大主應變差值集合中的極大值對應的與所述起點的距離，為巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區的長度。

2.根據權利要求1所述的確定巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區長度的方法，其特征在于，所述試驗級巖石試樣的全場位移，包括：

其中，u_i,x與u_i,y分別為圖片中第i點處沿x方向與y方向的位移；u₀與v₀分別為中心點處沿x方向與y方向的位移；(x₀,y₀)與(x_i,y_i)分別為中心點處坐標與第i點處坐標；u或v對坐標x或y的偏導數為位移沿x軸或y軸方向的變化梯度。

3.根據權利要求2所述的確定巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區長度的方法，其特征在于，所述試驗級巖石試樣的應變，包括：

其中，ε_xx與ε_yy分別為照片中任意一點沿x方向與y方向的應變。

4.根據權利要求1所述的確定巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區長度的方法，其特征在于，所述散點圖中各點最大主應變的數值隨各點與所述起點距離的增加而逐漸遞減。

5.根據權利要求1所述的確定巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區長度的方法，其特征在于，所述最大主應變差值集合中的全部最大主應變差值隨各點與所述起點距離的增加，呈現先增大后減小的趨勢。

6.根據權利要求1所述的確定巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區長度的方法，其特征在于，在所述獲取試驗級巖石試樣的照片之前，還包括：將巖石材料切割成立方體，在所述立方體的中心位置切割出預制裂紋，在包含預制裂紋的立方體上噴涂白色啞光漆與黑色啞光漆，形成黑白相間的散斑，得到試驗級巖石試樣。

7.根據權利要求6所述的確定巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區長度的方法，其特征在于，所述預制裂紋與豎直方向形成夾角，在所述預制裂紋尖端加載壓縮應變與剪切應變后，形成混合壓剪裂紋尖端。

8.一種確定巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區長度的裝置，其特征在于，包括：位移與應變模塊，用于獲取試驗級巖石試樣的照片，對所述照片進行數字圖像分析得到試驗級巖石試樣的全場位移與應變；最大主應變模塊，用于獲取所述全場位移的不連續區域分隔邊界，在所述分隔邊界中以混合壓剪裂紋尖端為起點布置線性剖面，計算并得到所述線性剖面上各點的最大主應變；曲線與直線模塊，用于根據所述各點的最大主應變及各點與所述起點的距離繪制散點圖，并對散點圖進行擬合得到擬合曲線，連接所述擬合曲線的起點與終點得到參考直線；長度模塊，用于在豎直方向上將擬合曲線上的點與參考直線上的相應點做差，得到最大主應變差值集合，則所述最大主應變差值集合中的極大值對應的與所述起點的距離，為巖石混合壓剪裂紋尖端斷裂過程區的長度。

9.一種電子設備，其特征在于，包括：

至少一個處理器、至少一個存儲器和通信接口；其中，

所述處理器、存儲器和通信接口相互間進行通信；

所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令，所述處理器調用所述程序指令，以執行權利要求1至7任一項權利要求所述的方法。

10.一種非暫態計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述非暫態計算機可讀存儲介質存儲計算機指令，所述計算機指令使所述計算機執行權利要求1至7中任一項權利要求所述的方法。