[发明专利]岩石的断裂参数的确定方法有效
申请号: | 201510970006.6 | 申请日: | 2015-12-22 |
公开(公告)号: | CN105628499B | 公开(公告)日: | 2019-10-15 |
发明(设计)人: | 崔振东;李晓;刘大安;韩伟歌;司凯 | 申请(专利权)人: | 中国科学院地质与地球物理研究所 |
主分类号: | G01N3/08 | 分类号: | G01N3/08;G01N3/12 |
代理公司: | 北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙) 11562 | 代理人: | 宋平 |
地址: | 100029 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 岩石 断裂 参数 确定 方法 | ||
本申请公开了岩石的断裂参数的确定方法。所述方法的一具体实施方式包括:对设置有预制裂纹的球形岩石试样加载压力;记录加载的压力的方向与预制裂纹方向之间的角度值和加载的压力的数值;基于所述角度值和加载的压力的数值确定所述岩石的断裂参数。该实施方式使得岩石的断裂参数的确定更为准确,并且适用范围更为广泛。
技术领域
本申请涉及岩土工程技术领域,具体涉及岩石力学性能测试领域,尤其涉及岩石的断裂参数的确定方法。
背景技术
随着人类对自然资源开发利用的不断深入,浅部资源日益减少,开采进入深部岩体工程阶段。由于深部岩体所处的高地应力、高地温、高渗透水压力的环境,深部岩体的力学响应与浅部岩石的力学响应有着显著的差异。
岩石断裂力学以岩石断裂韧度为基本参数,以岩石材料裂纹及扩展过程为研究内容,以探究岩石材料断裂机理为研究目标。在对岩石的钻井、开挖、爆破、切割等工程活动中,都可以运用岩石断裂力学的原理、方法与技术分析岩石结构的强度、稳定性和破裂等问题;把岩石断裂力学理论有效地应用于岩体工程领域相关岩体坍塌失稳、裂纹扩展的研究当中,有助于很好地解决岩体工程方面的相关工程实际。
岩石的断裂参数测试的准确性,对于实际的深部岩体工程具有重要的指导意义。现有的测试方法无法应用于目前广泛的应用前景,不能满足迫切的岩石性能测试需求。如何提高测试的准确性,以便更好得指导深部岩体工程实际,是目前岩石力学领域不断追求的目标。。
发明内容
本申请的目的在于提出一种改进的岩石的断裂参数的确定方法,来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
本申请提供了一种岩石的断裂参数的确定方法,所述方法包括:
对设置有预制裂纹的球形岩石试样加载压力;记录加载的压力的方向与预制裂纹方向之间的角度值和加载的压力的数值;基于所述角度值和所述加载的压力的数值确定所述岩石的断裂参数。
在一些实施例中,所述加载的压力包括以下至少一项:单向压力、围压、孔隙流体压力,其中,所述单向压力是指加载在单一方向上的压力。
在一些实施例中,所述断裂参数包括以下至少一项:张开型断裂韧度、滑开型断裂韧度、撕开型断裂韧度。
在一些实施例中,所述球形岩石试样包括贯穿所述球形岩石试样的预制裂纹,所述预制裂纹以所述球形岩石试样的直径所在直线为对称轴设置且位于该对称轴所在平面内。
在一些实施例中,所述球形岩石试样包括贯穿所述球形岩石试样的圆孔,所述圆孔以所述预制裂纹的对称轴为轴线。
在一些实施例中,所述方法还包括:在球形岩石试样上设置预制裂纹,其中,所述预制裂纹的深度值基于所述球形岩石试样的直径设置。
在一些实施例中,所述球形岩石试样包括两条预制裂纹,所述深度值是所述直径的1/20~1/10。
在一些实施例中,其特征在于,所述基于所述角度值和所述加载的压力的数值确定所述岩石的断裂参数包括:获取所述球形岩石试样的破裂的临界数据,所述破裂的临界数据包括球形岩石试样破裂时加载的单向压力的方向与预制裂纹方向之间的角度值和加载的压力的数值;基于所述破裂的临界数据确定所述岩石的断裂参数。
在一些实施例中,所述基于所述破裂的临界数据确定所述岩石的断裂参数包括:
基于所述破裂的临界数据、所述球形岩石试样的特征计算所述岩石的断裂参数,所述特征包括所述球形岩石试样的直径、所述预制裂纹的深度值。
在一些实施例中,所述基于所述破裂的临界数据、所述球形岩石试样的特征计算所述岩石的断裂参数包括:基于至少一个球形岩石试样的破裂的临界数据、该球形岩石试样的特征计算所述岩石的断裂参数。
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