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原文传递一种表征和预测单轴压缩下翼裂纹扩展路径的方法

专利名称：	一种表征和预测单轴压缩下翼裂纹扩展路径的方法
摘要：	本发明公开了一种压剪作用下岩体裂隙尖端应力场数据表征方法及其在快速预测单轴压缩下翼裂纹扩展路径中的应用。在对压剪作用下岩体裂隙尖端应力场的数据表征时将具有末端输出数据影响力的岩体客体数据进行兼容性前置表达；在此基础上通过翼裂纹起裂角的数据表征和单轴压缩下翼裂纹扩展路径的数据表征，实现单轴压缩下翼裂纹扩展路径的快速预测。本发明能够快速预测不同条件下翼裂纹的扩展路径，为岩体工程问题的分析和处理提供了有力的数据支撑。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学建筑设计研究院有限公司
发明人：	祝凤金;朱建才;史盛;金小荣;宋金龙
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-23T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-06T00:00:00+0800
申请号：	CN202211163562.9
公开号：	CN115436176A
代理机构：	郑州亦鼎知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	左子楷
分类号：	G01N3/08;G01N3/24;G06F17/15;G;G01;G06;G01N;G06F;G01N3;G06F17;G01N3/08;G01N3/24;G06F17/15
申请人地址：	310012 浙江省杭州市西湖区天目山路148号43幢(浙大西溪校区东一楼)
主权项：	1.压剪作用下岩体裂隙尖端应力场的数据表征方法，其特征在于：该方法在对岩体裂隙尖端应力场进行数据表征时将具有末端输出数据影响力的岩体客体数据进行兼容性前置表达；所述岩体客体数据包括：岩体性质、岩体参数、其他；择一或任意组合。 2.根据权利要求1所述的压剪作用下岩体裂隙尖端应力场的数据表征方法，其特征在于：所述岩体参数包括岩体裂隙几何、岩体强度、岩体变形；择一或任意组合。 3.根据权利要求1所述的压剪作用下岩体裂隙尖端应力场的数据表征方法，其特征在于：兼容岩体力学性质、岩体裂隙几何、岩体强度和岩体变形多因素的压剪裂隙尖端应力场数据表征式为：其中，和分别为裂隙面传压和传剪系数，kn和ks分别为裂隙面法向和切向刚度，a为裂隙半长，α为裂隙与水平方向夹角以逆时针方向为正，p为远场压缩载荷，f为裂隙面摩擦系数。 4.根据权利要求3所述的压剪作用下岩体裂隙尖端应力场的数据表征方法，其特征在于：压剪裂隙尖端应力场数据表征所需的相关岩体客体数据通过如下公知途径获取：测量、手册、可信有形文献、可信网络文献、其他可信公开数据载体或数据渠道。 5.压剪作用下岩体裂隙尖端应力场数据表征方法在快速预测单轴压缩下翼裂纹扩展路径中的应用，其特征在于：该方法在压剪作用下岩体裂隙尖端应力场数据表征的基础上，通过翼裂纹起裂角的数据表征和单轴压缩下翼裂纹扩展路径的数据表征，实现单轴压缩下翼裂纹扩展路径的快速预测。 6.根据权利要求5所述的压剪作用下岩体裂隙尖端应力场数据表征方法在快速预测单轴压缩下翼裂纹扩展路径中的应用，其特征在于：对于翼裂纹起裂角的数据表征，首先选择与材料对应的应力准则，在兼容多因素的压剪裂隙尖端应力场数据表征式(1)或其正交坐标转化式的基础上和选定的应力准则下构建翼裂纹起裂角的数据表征式。 7.根据权利要求5所述的压剪作用下岩体裂隙尖端应力场数据表征方法在快速预测单轴压缩下翼裂纹扩展路径中的应用，其特征在于：对于翼裂纹起裂角的数据表征，首先选择与脆性材料对应的最大周向应力准则，将兼容多因素的压剪裂隙尖端应力场数据表征式(1)转换为极坐标形式，然后在最大周向应力准则下得到翼裂纹起裂角的数据表征式：将式(1)代入(5)得到翼裂纹起裂角θ0。 8.根据权利要求7所述的压剪作用下岩体裂隙尖端应力场数据表征方法在快速预测单轴压缩下翼裂纹扩展路径中的应用，其特征在于：对于单轴压缩下翼裂纹扩展路径的数据表征，建立裂隙路径表征函数时将压剪作用下翼裂纹扩展路径设定为满足如下的对数模型： y＝aln(x-x0)+y0 (12) 式中：x0，y0，a为待定常数。 9.根据权利要求8所述的压剪作用下岩体裂隙尖端应力场数据表征方法在快速预测单轴压缩下翼裂纹扩展路径中的应用，其特征在于：在对数模型下进行单轴压缩下翼裂纹扩展路径的数据表征：最后将对数模型待定系数x0，y0，a及岩石客体数据代入表征式(19)得到翼裂纹的扩展路径预测值。