[發(fā)明專利]一種深部開(kāi)挖擾動(dòng)下巖石破碎后的動(dòng)能確定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111169449.7
• 申請(qǐng)日: 2021-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113899879A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高亞楠;蘭東昊;張玉棟;王云龍;高峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24;G01N19/00;G01N23/207
• 代理公司: 徐州蘇越知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32543
• 代理人: 張旭

1.一種深部開(kāi)挖擾動(dòng)下巖石破碎后的動(dòng)能確定方法，其特征在于，具體步驟為：

S1、先選擇一種巖石性質(zhì)并將其制成多個(gè)巖石試樣，每個(gè)巖石試樣的體積為V，選擇奇數(shù)個(gè)巖石試樣進(jìn)行波速測(cè)試獲得各個(gè)巖石試樣的波速值，選擇各個(gè)巖石試樣中波速值處于中間的巖石試樣，并通過(guò)常規(guī)單軸壓縮試驗(yàn)測(cè)量試樣的峰值割線模量E以及泊松比μ；

S2、通過(guò)對(duì)巖石試樣進(jìn)行X射線衍射試驗(yàn)，獲得巖石試樣表面的晶格常數(shù)δ₀，進(jìn)而經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得巖石試樣表面的自由能γ；

式中：σ_c為試樣強(qiáng)度；

S3、將巖石試樣固定到巖石試驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)，設(shè)定加載路徑及加載參數(shù)，并以該加載路徑及加載參數(shù)對(duì)巖石試樣進(jìn)行加載至破碎，并記錄加載期間巖石試樣的第一主應(yīng)力σ₁，第二主應(yīng)力σ₂以及第三主應(yīng)力σ₃；

S4、假設(shè)巖石試樣加載至峰值過(guò)程中積聚的彈性能為U^e，則U^e能表示為：

式中：ε₁為第一主應(yīng)變，ε₂為第二主應(yīng)變，ε₃為第三主應(yīng)變；

其中：

將式(2)至式(4)帶入式(1)，得：

S5、測(cè)量巖石試樣破碎后破碎面的面積A，則試樣破碎過(guò)程中的耗散能為：

U^d＝γA (6)

S6、根據(jù)能量分配規(guī)律，試樣破碎后的動(dòng)能表示為：

E＝U^e-U^d (7)

則：

最終能獲得深部開(kāi)挖擾動(dòng)下巖石破碎后的動(dòng)能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深部開(kāi)挖擾動(dòng)下巖石破碎后的動(dòng)能確定方法，其特征在于，所述巖石試樣由紅砂巖制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深部開(kāi)挖擾動(dòng)下巖石破碎后的動(dòng)能確定方法，其特征在于，所述步驟S3中的加載路徑為深部開(kāi)挖擾動(dòng)應(yīng)力路徑，該路徑的具體加載階段及加載參數(shù)如下表；