详情

原文传递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：	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的岩石加卸载响应比起变点判别方法，先将岩块加工成圆柱型试样，进行单轴压缩试验测出岩石试样的轴向应力峰值作为岩石试样的单轴抗压强度σc；取一相同规格的试样，利用σc对其进行单轴压缩分级加卸载试验，得轴向应变和侧向应变；绘制轴向应力‑轴向应变曲线，确定各级加卸载试验的加卸载峰值点，并依此计算各级加卸载试验的加卸载响应比，绘制加卸载响应比‑轴向应变曲线；对同一轴向应力对应的轴向应变和侧向应变求和得到体积应变，绘制轴向应力‑体积应变曲线并确定其拐点，拐点对应的轴向应力即为损伤强度，再利用损伤强度确定加卸载响应比起变点。解决了岩石单轴压缩起变点识别不准确造成安全事故的问题。
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：	2019-05-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910430756.2
公开号：	CN109991097A
代理机构：	长沙星耀专利事务所(普通合伙)
代理人：	宁星耀
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.基于损伤强度的岩石加卸载响应比起变点判别方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S1、现场取样，将取得的岩块加工成多个圆柱型试样；步骤S2、进行单轴压缩试验，加载一圆柱形试样直至岩石试样破坏，测出岩石试样的轴向应力峰值，将其作为岩石试样的单轴抗压强度σc；步骤S3、再取一相同规格的圆柱形试样，利用单轴抗压强度σc对其进行单轴压缩分级加卸载试验，得到岩石试样的轴向应变和侧向应变；步骤S4、绘制岩石试样的轴向应力-轴向应变曲线，并确定各级加卸载试验的加卸载峰值点；步骤S5、依据各级加卸载试验的加卸载峰值点，计算各级加卸载试验的加卸载响应比，并绘制加卸载响应比-轴向应变曲线；步骤S6、对同一轴向应力对应的轴向应变和侧向应变求和得到岩石试样的体积应变，绘制岩石试样的轴向应力-体积应变曲线；步骤S7、确定轴向应力-体积应变曲线的拐点，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S8、利用岩石损伤强度确定加卸载响应比起变点。 2.根据权利要求1所述的基于损伤强度的岩石加卸载响应比起变点判别方法，其特征在于，所述步骤S3的单轴压缩分级加卸载试验，首先加载至单轴抗压强度σc的4％，然后卸载到0，作为第1级载荷；然后加载至单轴抗压强度σc的8％，卸载至单轴抗压强度σc的4％，作为第2级载荷；每级加载强度较前一级增加单轴抗压强度σc的4％，每级卸载强度为前一级的加载强度，逐级加卸载直至岩石试样破坏。 3.根据权利要求1所述的基于损伤强度的岩石加卸载响应比起变点判别方法，其特征在于，所述步骤S4各级加卸载试验的加卸载峰值点，是岩石试样的轴向应力-轴向应变曲线中各级加卸载试验的轴向应力峰值点。 4.根据权利要求1～3任一项所述的基于损伤强度的岩石加卸载响应比起变点判别方法，其特征在于，所述步骤S5中计算各级加卸载试验的加卸载响应比，是先以各级加卸载峰值点为上限，在每级加卸载峰值点前的加载段和其后的卸载段分别取一定长度的数据点，然后利用最小二乘拟合法来拟合出各级加卸载试验的加载段数据点的斜率、卸载段数据点的斜率，每级加卸载试验的卸载段数据点的斜率与其加载段数据点的斜率的比值即为各级加卸载试验的加卸载响应比。 5.根据权利要求4所述的基于损伤强度的岩石加卸载响应比起变点判别方法，其特征在于，所述步骤S7的轴向应力-体积应变曲线的拐点是岩石试样的轴向应力-体积应变曲线中体积应变曲线中的体积应变峰值点。 6.根据权利要求4所述的基于损伤强度的岩石加卸载响应比起变点判别方法，其特征在于，所述步骤S8的具体过程如下：先通过岩石损伤强度，确定损伤强度在岩石试样的轴向应力-轴向应变曲线中对应的轴向应变，该损伤强度在岩石试样的轴向应力-轴向应变曲线中对应的轴向应变，在加卸载响应比-轴向应变曲线中对应的加卸载响应比点即为岩石试样的加卸载响应比起变点。 7.根据权利要求1、2、3、5或6所述的基于损伤强度的岩石加卸载响应比起变点判别方法，其特征在于，所述步骤S2中的单轴压缩试验和步骤S3中的单轴压缩分级加卸载试验均在电液伺服材料试验机上进行，且加载速率均为12KN/min。 8.根据权利要求1、2、3、5或6所述的基于损伤强度的岩石加卸载响应比起变点判别方法，其特征在于，所述步骤S1的圆柱形试样直径为48～52mm、长度为直径的1.8～2.2倍。
所属类别：	发明专利