详情

原文传递一种基于损伤强度的岩石加卸载响应比起变点判别方法

专利名称：	一种基于损伤强度的岩石加卸载响应比起变点判别方法
摘要：	本发明公开了一种基于损伤强度确定岩石加卸载响应比起变点的方法。对圆柱形岩石试样进行单轴压缩分级加卸载试验，得到其轴向应变和侧向应变值，通过轴向应变和侧向应变之和得到岩石的体积应变，进而得到岩石轴向应力‑体积应变曲线。岩石体积应变的峰值点对应岩石的轴向应力‑体积应变曲线的拐点，拐点处的轴向应力为岩石的损伤强度。岩石的起变强度和损伤强度相同。通过损伤强度确定加卸载响应比起变强度，加卸载响应比起变强度对应的本级加卸载点即为加卸载响应比起变点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中南大学
发明人：	宫凤强;吴晨;李夕兵
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910108065.0
公开号：	CN109781540A
代理机构：	长沙新裕知识产权代理有限公司
代理人：	周跃仁
分类号：	G01N3/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号
主权项：	1.一种基于岩石损伤强度的加卸载响应比起变点判别方法，其特征在于，将圆柱型岩石试样放在刚性电液伺服材料控制试验机上，以12KN/min的加载速率进行单轴压缩分级加卸载试验直至岩石试样破坏，得到岩石试样在分级加卸载条件下的轴向应变和侧向应变，通过最小二乘拟合法计算得到加卸载响应比。通过岩石的轴向应变和侧向应变之和确定岩石的体积应变，根据岩石轴向应力-体积应变曲线的拐点对应的轴向应力为岩石的损伤强度，加卸载响应比起变点对应的轴向应力为岩石的起变强度，岩石的起变强度和损伤强度相同，首先通过岩石轴向应力-体积应变拐点确定岩石的损伤强度，通过损伤强度确定加卸载响应比起变强度，然后加卸载响应比起变强度对应的本级加卸载点即为加卸载响应比起变点。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定加卸载响应比起变点的方法为：步骤1：根据岩石力学单轴压缩试验规程，取圆柱型岩石试样安放在刚性电液伺服材料控制试验机上，以12KN/min的力控制加载速率加载直至岩石试样破坏，测得岩石试样的单轴抗压强度σc；步骤2：重新取1个相同规格的圆柱型岩石试样，以相同的力控制加载速率对岩石试样进行加载，首先加载至单轴抗压强度σc的4％，然后卸载到0，本次加载作为第1级载荷，然后再次加载至单轴抗压强度的8％，卸载至4％，作为第2级载荷；再加载至12％，卸载至8％，作为第3级荷载，以此类推，逐级加卸载直至岩石试样破坏，从而获得每个岩石试样的轴向应变和侧向应变；步骤3：对步骤2中得到的应力应变曲线分析确定每个加卸载峰值点的位置，在每个加卸载峰值点应力分别向下各取1MPa数据利用最小二乘拟合法算出加卸载响应比。具体操作为以各级加卸载峰值点为上限，在加载段和卸载段各取1MPa数据，根据最小二乘拟合法分别拟合出加载段的斜率和卸载段的斜率；步骤4：根据步骤3中拟合出的加载段和卸载段斜率，加卸载段响应率均为其斜率的倒数，各级加卸载峰值点的加卸载响应比即为加载段和卸载段响应率的比值；步骤5：分析步骤4中得到的加卸载响应比变化曲线，定义每个岩样加卸载响应比发生逐级上升现象的起始点为起变点。通过轴向应变与侧向应变之和得到岩石的体积应变，分析岩石的轴向应力-体积应变曲线，轴向应力-体积应变曲线的拐点对应的轴向应力即为岩石的损伤强度。步骤6：加卸载响应比起变点对应的轴向应力为岩石的起变强度，岩石的起变强度和损伤强度相同，步骤5中通过岩石轴向应力-体积应变拐点确定岩石的损伤强度，利用损伤强度确定加卸载响应比起变强度，然后加卸载响应比起变强度对应的本级加卸载点即为加卸载响应比起变点。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定岩石在试验中损伤强度，利用损伤强度确定加卸载响应比起变强度，然后加卸载响应比起变强度对应的本级加卸载点即为加卸载响应比起变点，所述岩石的损伤强度通过轴向应力-体积应变曲线的拐点位置确定。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述圆柱型岩石试样的直径D取为48-52mm，高度L为直径长度的1.8～2.2倍。
所属类别：	发明专利