[发明专利]岩体应变能瞬态释放效应诱发损伤模拟装置及方法

权利要求书

1.一种岩体应变能瞬态释放效应诱发损伤模拟装置，其特征在于：

包括发射装置、刚性飞弹、光源、起偏器、检偏器和岩体模型，光源、起偏器、岩体模型、检偏器沿光源光路顺次设置；光源、起偏器和检偏器用来在岩体模型上形成干涉条纹，发射装置用来发射刚性飞弹并使刚性飞弹穿透岩体模型，发射装置发射的刚性飞弹线路与光源光路夹角为α∈(0,90°)；所述的岩体模型采用具暂时双折射效应的塑料制成，所述的光源为白光光源或单色光源。

2.如权利要求1所述的岩体应变能瞬态释放效应诱发损伤模拟装置，其特征在于：

所述的刚性飞弹为圆锥型头的刚性飞弹、半球型头的刚性飞弹和抛物体型头的刚性飞弹中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的岩体应变能瞬态释放效应诱发损伤模拟装置，其特征在于：

所述的岩体模型尺寸应使得：刚性飞弹穿透岩体模型的时间小于刚性飞弹穿透岩体模型所诱发的应力波经岩体模型边缘反射传回弹孔的时间。

4.如权利要求1所述的岩体应变能瞬态释放效应诱发损伤模拟装置，其特征在于：

还包括高速摄影设备，用来拍摄刚性飞弹穿过岩体模型时岩体模型的变形过程，光源、起偏器、岩体模型、检偏器、高速摄影设备沿光源光路顺次设置。

5.一种岩体应变能瞬态释放效应诱发损伤模拟方法，其特征在于，包括：

步骤1，给岩体模型四周施加载荷以模拟岩体实体的初始应力场；

步骤2，启动光源，起偏器和检偏器产生偏振光场，从而在岩体模型上出现与岩体模型上各点应力有关的干涉条纹；

步骤3，采用发射装置发射刚性子弹使刚性子弹透过岩体模型，根据岩体模型上的干涉条纹，采用光弹性原理计算岩体模型上各点的应力；

步骤4，将岩体模型上各点的应力换算到岩体实体中，获得岩体实体上各点的应力。

6.如权利要求5所述的岩体应变能瞬态释放效应诱发损伤模拟方法，其特征在于，还包括：

步骤1前采用超声检测分析仪检测岩体模型的声波速度c₀，步骤4后采用超声检测分析仪检测岩体模型的声波速度c1，根据岩体模型的声波速度变化率η＝(c₀-c₁)/c₀判定岩体模型是否受损，当声波速度变化率η大于设定阈值时，则判定岩体模型受损。

7.如权利要求5所述的岩体应变能瞬态释放效应诱发损伤模拟方法，其特征在于，还包括：

采用高速摄影设备拍摄刚性飞弹穿过岩体模型时岩体模型的变形过程，即岩体模型在高应力状态下的应变能瞬态释放过程。