[發(fā)明專利]一種復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下巖石裂隙產(chǎn)狀及發(fā)育程度的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111400510.4
• 申請(qǐng)日: 2021-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN114324002B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚再興;富強(qiáng);李磊;楊洋;劉寧寧;池津維;高升;曹牧;劉堉杉;張力元;潘多偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中煤科工能源科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/24
• 分類號(hào): G01N3/24;G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 單冠飛

1.一種復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下巖石裂隙產(chǎn)狀及發(fā)育程度的確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，輸入作用于巖石的壓剪、拉剪和拉三種應(yīng)力狀態(tài)，以及輸入巖石的多種強(qiáng)度參數(shù)；

S2，根據(jù)所述三種應(yīng)力狀態(tài)和所述巖石的多種強(qiáng)度參數(shù)，得到三類過(guò)巖石一點(diǎn)任一截面的破損度，確定三類破損度中的最大值，以作為截面的破損度的大小，對(duì)所有截面的破損度取最大值作為點(diǎn)的破損度；

S3，根據(jù)所述點(diǎn)的破損度輸出裂隙的產(chǎn)狀和發(fā)育程度；

所述S2，包括如下公式：

其中，σ是截面上的正應(yīng)力，τ是截面上的剪應(yīng)力，f是內(nèi)摩擦系數(shù)，c是粘聚力，t是抗拉強(qiáng)度，r_ts是截面拉剪破損度，r_cs是截面壓剪破損度，r_t是截面拉破損度；

三類破損度中最大的一個(gè)作為所述截面的破損度的大小，記作r，對(duì)所有截面的破損度r取最大值為這一點(diǎn)的破損度，記作R，對(duì)應(yīng)的截面是裂隙所在的面，所述裂隙所在的面的產(chǎn)狀為所述裂隙的產(chǎn)狀；

點(diǎn)的拉破損度表達(dá)式為：

其中，第一主應(yīng)力σ₁是所有截面正應(yīng)力中最大的，如果所述第一主應(yīng)力是正的，則點(diǎn)的拉破損度是否則，點(diǎn)的拉破損度是0，第一主應(yīng)力面是點(diǎn)的拉裂隙面；

對(duì)于剪破損度確定，

當(dāng)主應(yīng)力各不相等時(shí)：

σ₁σ₂σ₃；

-σ₃σ₁時(shí)，

-σ₃≥σ₁且2fσ₁σ₃c(σ₁+σ₃)時(shí)，

2fσ₁σ₃≥c(σ₁+σ₃)時(shí)，

當(dāng)中主應(yīng)力與小主應(yīng)力相等時(shí)：

σ₁σ₂＝σ₃；

相對(duì)于三個(gè)主應(yīng)力不同時(shí)取得剪破損度的截面表示為(L₀,0,1-L₀)，所述中主應(yīng)力與小主應(yīng)力相等時(shí)取得剪破損度的截面表示為(L₀,M₀,1-L₀-M₀)，M₀為0到1-L₀間的任意實(shí)數(shù)；

當(dāng)大主應(yīng)力與中主應(yīng)力相等時(shí)：

σ₁＝σ₂σ₃；

-σ₃σ₁時(shí)，

-σ₃≥σ₁且2fσ₁σ₃c(σ₁+σ₃)時(shí)，

2fσ₁σ₃≥c(σ₁+σ₃)時(shí)，

相對(duì)于三個(gè)主應(yīng)力不同時(shí)取得剪破損度的截面表示為(L₀,0,1-L₀)，所述大主應(yīng)力與中主應(yīng)力相等時(shí)取得剪破損度的截面表示為(1-N₀-M₀,M₀,N₀)，M₀在[0,1-N₀]范圍內(nèi)；

當(dāng)三個(gè)主應(yīng)力相等時(shí)：

σ₁＝σ₂＝σ₃，任一截面的正應(yīng)力與主應(yīng)力相等σ≡σ₃，任一截面的剪應(yīng)力都是零τ≡0，截面拉剪或壓剪破損度恒為零r＝0，應(yīng)力狀態(tài)拉剪或壓剪破損度為零R_cs＝R_ts＝0；

所述裂隙的產(chǎn)狀用(L₀,M₀,N₀)表示。