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原文传递一种层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法及系统

专利名称：	一种层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法及系统
摘要：	本发明提出一种层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法及系统，所述方法包括：加工或制备有预制裂缝的试件块；在所述试件块的一面上制造出散斑图案，得到有散斑面的待测试件块；对所述待测试件块进行三点弯曲试验形成拉伸破坏，获得不同荷载下的拉应力信息，同时用工业测量相机记录所述散斑面在不同荷载下拉伸破坏的图片；结合数字图像相关法，采用DIC配套的图像处理软件分析所述图片，得到所述散斑面在不同荷载下的位移信息；根据所述拉应力信息、位移信息计算界面拉伸刚度。本发明提供的测量方法及系统操作简单，结果可靠，实用性强。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	长江大学
发明人：	杨焕强;熊冬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910348960.X
公开号：	CN110174313A
代理机构：	武汉河山金堂专利事务所(普通合伙)
代理人：	胡清堂;陈懿
分类号：	G01N3/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	430100 湖北省武汉市蔡甸区蔡甸街大学路111号
主权项：	1.一种层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法，其特征在于，所述方法包括： S1、加工或制备有预制裂缝的试件块； S2、在所述试件块的一面上制造出散斑图案，得到有散斑面的待测试件块； S3、对所述待测试件块进行三点弯曲试验形成拉伸破坏，获得不同荷载下的拉应力信息，同时用工业测量相机记录所述散斑面在不同荷载下拉伸破坏的图片；结合数字图像相关法，采用DIC配套的图像处理软件分析所述图片，得到所述散斑面在不同荷载下的位移信息； S4、根据所述拉应力信息、位移信息计算界面拉伸刚度。 2.根据权利要求1所述层状岩石界面拉伸刚度的测量方法，其特征在于，所述待测试件块尺寸及形状满足三点弯曲试验规范要求，待测试件块制备考虑的因素包括：预制裂缝深度比、试件大小、配比、胶结面性质。 3.根据权利要求1所述层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法，其特征在于，三点弯曲试验过程中，以预设速度向所述待测试件块施加荷载，荷载施加位置在所述预制裂缝中心正上方。 4.根据权利要求1所述层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，用工业测量相机记录所述散斑面在不同荷载下拉伸破坏的图片之前还包括：在所述散斑面上选取一个计算区域，该计算区域在试件破坏过程中应始终包含形成的裂纹；以所述预制裂缝的尖端为坐标原点，以所述预制裂缝的轴向为y轴，垂直y轴方向为x轴正向建立直角坐标系，在x轴上取一条以y轴为对称轴选取一条线段M1N1，在此基础上，沿y轴向上依次以预设间隔选取多条与M1N1平行且长度相等的直线段；在每一条平行直线段上选取两个以y轴为对称轴的计算点。 5.根据权利要求3所述层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述采用DIC配套的图像处理软件计算位移信息时，以每一条平行直线段为一次计算，利用图像处理软件对直线段上所有选取的计算点进行分析，计算得出每一个计算点在拉伸破坏过程中的位移量大小。 6.根据权利要求1所述层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述拉伸刚度的计算方法为：根据不同荷载下的拉应力信息、位移信息计算拉应力变化量dpN以及与所述拉应力变化量dpN对应的位移变化量du，然后计算拉伸刚度K： 7.一种层状岩石界面拉伸刚度的实验测量系统，所述系统包括压力机、压力机控制模块、工业测量相机、控制箱、图像处理模块，其特征在于：所述压力机与压力机控制模块电连接，所述控制箱与所述工业测量相机、图像处理模块通信连接；工业测量相机位于所述压力机正前方且与待测试件块同轴设置，所述待测试件块上有预制裂缝且包括散斑面，所述散斑面朝向所述工业测量相机；所述压力机控制模块用于控制所述压力机对待测试件块以一定速度施加荷载、进行三点弯曲试验形成拉伸破坏，计算不同荷载下的拉应力信息；所述控制箱用于控制所述工业测量相机与所述压力机同步触发并通过所述工业测量相机记录所述待测试件块在不同荷载下拉伸破坏的图片；所述图像处理模块用于采用DIC配套的图像处理软件分析所述拉伸破坏图片，获得位移信息，根据所述拉应力信息、位移信息计算界面拉伸刚度。 8.根据权利要求7所述层状岩石界面拉伸刚度的实验测量系统，其特征在于，所述待测试件块尺寸及形状满足三点弯曲试验规范要求，待测试件块制备考虑的因素包括：预制裂缝深度比、试件大小、配比、胶结面性质。 9.根据权利要求7所述层状岩石界面拉伸刚度的实验测量系统，其特征在于，所述图像处理模块具体包括：位移计算单元：用于以工业测量相机调试过程中选取的计算区域中的平行直线段以及计算点为基础，在采集到拉伸破坏过程图片后，以每一条平行直线段为一次计算，利用DIC图像处理软件对直线段上所有选取的计算点进行分析，得出每一个计算点在拉伸破坏过程中的位移大小；刚度计算单元：根据不同荷载下的拉应力信息、位移信息计算在相同荷载变化下的拉应力变化量dPN和位移变化量du，根据所述拉应力变化量dPN和对应的位移变化量du计算得出界面处的拉伸刚度K，
所属类别：	发明专利