[发明专利]单轴压缩过程中岩样损伤的监测装置及监测方法

权利要求书

1.单轴压缩过程中岩样损伤的监测方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)选取待测岩石制成岩样；

2)在岩样的端面安装与超声波检测仪连接的承压声波探头；

3)在岩样的侧面设置声发射探头并与声发射检测仪相连；

4)绕岩样的外侧悬挂设置电磁辐射测量线圈，将不同匝数位置处的导线分别连接到电磁辐射检测仪的不同通道处；

5)将岩样置于压力机的上下两承压板之间，采集岩样未受压时的声波信息；

6)压力机对岩样加压，实时采集岩样在单轴压缩过程中声波、声发射和电磁辐射信息；

7)通过采集的数据分析单轴压缩过程中岩样的损伤变量D；

所述步骤7)中岩样的损伤变量D根据公式(1)计算：

D＝ω₁D_V+ω₂(ω_CD_C+ω_MD_M) (1)

其中ω₁、ω₂、ω_C和ω_M分别为基于声波损伤的、基于声发射与电磁辐射损伤的、基于声发射损伤和基于电磁辐射损伤的权重系数，且ω₁+ω₂＝1、ω_C+ω_M＝1，D_V为基于声波波速的损伤变量，D_C为基于声发射振铃计数的损伤变量，D_M为基于电磁辐射事件数的损伤变量。

2.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述步骤6)中岩样在单轴压缩过程中声波、声发射和电磁辐射信息分别为岩样损伤状态下的超声波波速V_f，岩样损伤破坏过程中某一时刻的累积声发射振铃计数C_f，岩样损伤破坏过程中某一时刻的累积电磁辐射事件数M_f。

3.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，基于声波波速的损伤变量D_V通过公式(2)计算：

其中，V_f表示岩样损伤状态下的超声波波速，V₀表示岩样无损伤状态下的超声波检测仪检测的超声波波速。

4.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，基于声发射振铃计数的损伤变量D_C通过公式(3)计算：

其中，C_f表示岩样损伤破坏过程中声发射检测仪检测到岩样某一时刻的累积声发射振铃计数，C_d表示岩样完全破坏状态下声发射检测仪检测到岩样的累积声发射振铃计数。

5.如权利要求4所述的监测方法，其特征在于，基于电磁辐射事件数的损伤变量D_M通过公式(4)计算：

其中，M_f表示岩样损伤破坏过程中电磁辐射检测仪检测到岩样某一时刻的累积电磁辐射事件数，M_d表示岩样完全破坏状态下电磁辐射检测仪检测到岩样的累积电磁辐射事件数。

6.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，在岩样压缩过程的压密阶段、弹性变形阶段和塑性变形阶段初期，基于声发射与电磁辐射损伤的权重系数ω₂取值大于基于声波损伤的权重系数ω₁取值，在塑性变形阶段后期、破裂阶段和残余变形阶段，基于声发射与电磁辐射损伤的权重系数ω₂取值小于基于声波损伤的权重系数ω₁取值。