[發明專利]基于巖石峰前起裂及峰后應力特征的脆性評價方法及系統

有效

• 申請號: 202110272638.0
• 申請日: 2021-03-13
• 公開（公告）號: CN113051727B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 高美奔;李天斌;馬春馳;高要輝
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01N3/08;G06F119/14
• 代理公司: 成都春夏知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51317
• 代理人: 陳春華;夏琴

1.基于巖石峰前起裂及峰后應力特征的脆性評價方法，其特征在于，包括步驟：

S1、獲取待評價巖石試件的全過程應力-應變測試曲線；

S2、計算待評價巖石試件的脆性指數B_I，計算式為：

B_I＝B_i·B_ii

其中，B_i表征為峰前脆性特征評價值，B_ii為表征峰后脆性特征評價值；

結合巖石的起裂特征進行所述峰前脆性特征評價值B_i的計算，計算表達式為：

B_i＝ε_ci/△ε₁

其中，ε_ci為巖石試件的起裂應變，△ε₁為峰值應變ε_c與起裂應變ε_ci的差值，即△ε₁＝ε_c-ε_ci；

所述峰后脆性特征評價值B_ii的計算式為：

B_ii＝S/S△

其中，S△為構建的直角三角形的面積，S為峰后曲線與所述直角三角形的斜邊所組成區域的面積；所述直角三角形的構建方法為：

確定全過程應力-應變曲線的應力峰值點M，確定殘余強度起始點N，以所述M點和N點作為直角三角形斜邊的兩個端點，構建直角三角形。

2.根據權利要求1所述的基于巖石峰前起裂及峰后應力特征的脆性評價方法，其特征在于，所述起裂應變ε_ci的確定方法為：

1)獲取軸向應力-應變數據點，計算相鄰兩點的軸向應變剛度K，并繪制應變-剛度曲線，軸向應變剛度K的計算式為：K＝Δσ/Δε₂，其中，Δσ為相鄰兩點的應力差，Δε₂為相鄰兩點的應變差；

2)根據軸向應變剛度曲線特征確定起裂應變點，將起裂應變點對應的應變作為起裂應變ε_ci。

3.根據權利要求2所述的基于巖石峰前起裂及峰后應力特征的脆性評價方法，其特征在于，所述起裂應變點的確定方法為：以軸向應變-剛度曲線的近水平段的終點作為起裂應變點。

4.根據權利要求1所述的基于巖石峰前起裂及峰后應力特征的脆性評價方法，其特征在于，還包括，根據待評價巖石試件應力-應變測試曲線，初步判別其脆性特征，并綜合應力-應變曲線特征校驗計算結果。

5.一種基于巖石峰前起裂及峰后應力特征的脆性評價系統，其特征在于，包括：

曲線獲取單元，用于獲取待評價巖石試件的全過程應力-應變測試曲線；

脆性評價單元，用于根據峰前脆性特征評價值B_i和峰后脆性特征評價值B_ii計算待評價巖石試件的脆性指數B_I，計算式為：B_I＝B_i·B_ii；

所述脆性評價單元包括峰前脆性特征評價模塊和峰后脆性特征評價模塊：

所述峰前脆性特征評價模用于根據全過程應力-應變測試曲線數據計算峰前脆性特征評價值B_i，計算式為：B_i＝ε_ci/△ε，其中，ε_ci為起裂應變，△ε為峰值應變ε_c與起裂應變ε_ci的差值，即△ε＝ε_c-ε_ci；

所述峰后脆性特征評價模塊用于根據全過程應力-應變測試曲線數據計算峰后脆性特征評價值B_ii，計算式為：B_ii＝S/S△，其中，S△為構建的直角三角形的面積，S為峰后曲線與所述直角三角形的斜邊所組成區域的面積；所述直角三角形以全過程應力-應變曲線的應力峰值點M和殘余強度起始點N作為直角三角形斜邊的兩個端點。