[發明專利]一種巖石粘聚力和內摩擦角時效劣化演化方程獲取方法

在審

• 申請號: 202110429499.8
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113125266A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 鄧鵬海;劉泉聲
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N13/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 李煒

1.一種巖石粘聚力和內摩擦角時效劣化演化方程獲取方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1.將相同批次的巖樣加工成標準圓柱形試件，進行完整巖樣的波速測量，剔除與平均波速偏差較大的巖樣；

步驟2.進行單軸壓縮室內加載試驗，獲得完整巖樣的單軸抗壓瞬時強度值σ_c0；

步驟3.將圍壓設定為單軸抗壓強度的0.05、0.10、0.15、0.20、0.25和0.30倍，進行三軸壓縮室內試驗，得到不同圍壓下的三軸抗壓強度，并進一步根據線性莫爾-庫倫強度準則得到巖石的瞬時粘聚力c₀和內摩擦角

步驟4.將荷載施加至單軸抗壓瞬時強度σ_c0的0.95倍后停止加載并維持荷載不變，監測在該荷載下的軸向應變和橫向應變隨時間的變化關系，記錄破壞時間t₁，得到應力-時間數據點(0.95σ_c0，t₁)；

步驟5.將荷載分別設定為單軸抗壓瞬時強度的0.90倍、0.85倍、0.80倍、0.75倍和0.70倍，監測在不同荷載下的巖樣破壞時間，得到一系列的應力-破壞時間數據點；

步驟6.對應力-破壞時間數據點擬合，得到巖石單軸抗壓強度時效劣化演化方程；

步驟7.得到巖石粘聚力和內摩擦角時效劣化演化方程。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述試件的尺寸為直徑50mm×高100mm。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟5中，由高至低逐級施加蠕變荷載，確保巖樣能夠發生蠕變破壞，直至在低荷載下持續30d仍不發生蠕變破壞，不再進行更低載荷水平的蠕變試驗。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟5中，所述荷載的數據間距可進一步加密。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述步驟5中，分別將荷載設定為單軸抗壓瞬時強度的0.925倍、0.90倍、0.875倍、0.85倍、0.825倍、0.775倍、0.75倍、0.725倍和0.70倍。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟6中，利用巖樣單軸抗壓強度時效劣化演化方程擬合公式對應力-破壞時間數據點擬合，公式為：

式中：k_σ(t)為任意時刻t單軸抗壓強度σ_ct與瞬時單軸抗壓強度σ_c0的比值，σ_c∞為單軸抗壓強度劣化最終值。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟7中，巖石粘聚力和內摩擦角的時效劣化演化方程：

式中：c(t)、分別為任意時刻的巖石粘聚力和內摩擦角；K_p0為：