[發(fā)明專利]確定巖石材料裂紋尖端斷裂過程區(qū)傳播速度的方法及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110121916.2
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112903443B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海波;劉黎旺;傅帥旸;李曉鋒;周俊;吳迪;王犇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/06;G01N1/28
• 代理公司: 武漢知伯樂知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42282
• 代理人: 王福新

1.一種確定巖石材料裂紋尖端斷裂過程區(qū)傳播速度的方法，其特征在于，包括：對試驗級巖石樣本加載，根據(jù)時長間隔獲取若干張圖片，根據(jù)所述若干張圖片得到試驗級巖石樣本表面的全場位移分布；在裂紋尖端的不連續(xù)線上以一距離布設(shè)若干虛擬位移計，根據(jù)所述時長間隔得到不同加載時刻裂紋尖端的張開位移集合；在所述張開位移集合中的每一張開位移的曲線拐點區(qū)域內(nèi)，將與曲線斜率數(shù)值范圍端點對應(yīng)的所述曲線上的點連接，得到所述每一張開位移的參考直線，獲取在豎直方向上所述曲線與參考直線差值的極大值的對應(yīng)時長；根據(jù)所述一距離及對應(yīng)時長，得到每一張開位移對應(yīng)的裂紋尖端斷裂過程區(qū)的傳播速度；所述根據(jù)所述一距離及對應(yīng)時長，得到每一張開位移對應(yīng)的裂紋尖端斷裂過程區(qū)的傳播速度，包括：

其中，v_i+1為第i個虛擬位移計至第i+1個虛擬位移計之間裂紋尖端斷裂過程區(qū)的傳播速度；u為所述一距離；t_i+1與t_i為斷裂過程區(qū)到達(dá)第i+1與第i個虛擬位移計的時長。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定巖石材料裂紋尖端斷裂過程區(qū)傳播速度的方法，其特征在于，所述試驗級巖石樣本表面的全場位移分布，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(biāo)與第i點處坐標(biāo)；u或v對坐標(biāo)x或y的偏導(dǎo)數(shù)為位移沿x軸或y軸方向的變化梯度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定巖石材料裂紋尖端斷裂過程區(qū)傳播速度的方法，其特征在于，所述不同加載時刻，包括：

t＝n×Δt

其中，t為加載時刻；n為若干虛擬位移計的數(shù)量；Δt為所述時長間隔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定巖石材料裂紋尖端斷裂過程區(qū)傳播速度的方法，其特征在于，所述斜率數(shù)值范圍為0至0.95，相應(yīng)地，所述將與曲線斜率數(shù)值范圍端點對應(yīng)的所述曲線上的點連接，得到所述每一張開位移的參考直線，包括：將所述曲線上斜率為0的點與斜率為0.95的點連接，得到所述每一張開位移的參考直線。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定巖石材料裂紋尖端斷裂過程區(qū)傳播速度的方法，其特征在于，在所述對試驗級巖石樣本加載之前，還包括：將巖石材料進(jìn)行鉆取及切割，制作成巴西圓盤狀巖石樣本，并將所述巴西圓盤狀巖石樣本進(jìn)行黑白化，得到所述試驗級巖石樣本。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的確定巖石材料裂紋尖端斷裂過程區(qū)傳播速度的方法，其特征在于，所述并將所述巴西圓盤狀巖石樣本進(jìn)行黑白化，包括：采用白色啞光漆將所述巴西圓盤狀巖石樣本表面均勻噴涂成白色，待白色啞光漆凝固后，將黑色啞光漆隨機噴涂在白色啞光漆上部，形成黑白相間的散斑。