[发明专利]一种基于SHPB试验的冲击损伤岩样制备及测定方法

权利要求书

1.一种基于SHPB试验的冲击损伤岩样制备方法，其特征在于，该冲击损伤岩样的制备，具体步骤如下：

a、制作直径和长度都为100mm的多个圆柱形岩石试样，对岩石试样的两个端面进行打磨，使其不平行度和不垂直度均小于0.02 mm，并涂抹一层黄油以减小摩擦；

b、利用杆件直径为100mm的SHPB装置进行试验性预冲击，固定冲击杆在高压气室内的位置，选择将岩石试样达到临界破坏状态的气压进行冲击加载，将岩石试样破裂并有碎片剥离的临界破坏状态对应的气压值定为临界气压；

c、以低于临界气压的气压对完整岩石试样进行冲击，所述的完整岩石试样为未经冲击的其他岩样，并利用电阻应变片和超动态信号测试分析仪记录冲击试验过程中的入射应力波、透射应力波和反射应力波，并进过相关计算获得冲击过程中试样内的动态应变峰值、应变率峰值及单位体积吸收能；

d、以岩石试样端面圆心为中心点，沿轴向钻取直径为50mm、高度为100mm即岩石试样高度的圆柱形标准损伤试样。

2.一种基于SHPB试验的冲击损伤岩样的测定方法，其特征是：包括冲击损伤岩样的细观试验和冲击损伤岩样的宏观试验，具体步骤如下：

一、冲击损伤岩样的细观试验

a、利用工业或医用CT对标准损伤岩样进行CT扫描，沿标准损伤岩样的轴向等距间隔选取5~10个扫描横断面，获得标准损伤岩样不同横断面上的CT数分布，对每个断面上的CT数进行统计，统计参数包括平均CT数、CT数方差和分布形态，确定岩样相对损伤程度；

b、采用真空饱和装置对标准损伤岩样进行饱和，然后通过核磁共振成像分析系统对真空饱和的标准损伤岩样进行测试，获得该岩样的孔隙度、横向弛豫时间T₂分布及谱面积，沿该岩样轴向等距间隔选取5~10断面获取核磁共振成像图；

二、冲击损伤岩样的宏观试验

a、采用超声波检测仪对标准损伤岩样进行测试，获取纵波速度V_p；

b、采用岩石渗透系数实验系统对标准损伤岩样进行测试，获取渗透系数K；

c、利用岩石压力试验机对标准损伤岩样进行单轴压缩试验，获得弹性模量E和单轴抗压强度R_c；

采用相同岩性及物理性质的岩块加工标准完整岩样即尺寸为φ50mm×100mm，并采取与上述步骤相同的细观试验和宏观试验，获得试验数据；

以动态应变峰值、应变率峰值和单位体积吸收能为依据，综合宏细观试验的数据，定量判定动态冲击对岩石材料的损伤程度。