[发明专利]一种基于卡萨格兰德法的岩石长期强度参数确定方法

权利要求书

1.一种基于卡萨格兰德法的岩石长期强度参数确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）制作试样；

选取完整岩块，取得岩芯，对岩芯进行加工，制备得到圆柱形的岩石标准试样；

2）三轴蠕变力学试验；

对岩石标准试样进行设定围压下的三轴蠕变力学试验，获得三轴蠕变试验结果；其中，三轴蠕变试验结果包括各级偏应力值和各级稳态环向应变率值；

3）由三轴蠕变试验结果绘制稳态环向应变率-应力水平关系曲线；

将各级偏应力值作为横坐标，各级稳态环向应变率值作为纵坐标，绘制于平面直角坐标系上；用函数对数据进行拟合，得到稳态环向应变率-应力水平关系曲线；

4）确定稳态环向应变率-应力水平关系曲线的拐点；

将稳态环向应变率-应力水平关系曲线的上、下两部分直线段延伸组成一个角，作该角的角平分线，该角平分线与稳态环向应变率-应力水平关系曲线交于第一交点，确定该第一交点为稳态环向应变率-应力水平关系曲线的拐点；

5）基于卡萨格兰德法得到岩石的长期强度参数；

通过拐点向右和斜下方分别做平行于横坐标的水平线和朝向横坐标延伸的稳态环向应变率-应力水平关系曲线的切线，该水平线和该切线于拐点处组成两线夹角，再作出两线夹角的角平分线，将稳态环向应变率-应力水平关系曲线的下部分直线段向右延伸而与两线夹角的角平分线交于第二交点，确定该第二交点的横坐标所对应的偏应力值为岩石的长期强度参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于卡萨格兰德法的岩石长期强度参数确定方法，其特征在于：所述岩石标准试样的尺寸为直径50mm、高100mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于卡萨格兰德法的岩石长期强度参数确定方法，其特征在于：所述三轴蠕变力学试验通过全自动三轴流变伺服仪进行。

4.根据权利要求1所述的一种基于卡萨格兰德法的岩石长期强度参数确定方法，其特征在于：所述三轴蠕变力学试验采用单级加载或多级逐级加载的加载方式。

5.根据权利要求4所述的一种基于卡萨格兰德法的岩石长期强度参数确定方法，其特征在于：所述三轴蠕变力学试验采用多级逐级加载的加载方式时，试验中的每级偏应力增量依据常规瞬时三轴压缩试验结果确定，蠕变极限偏应力的大小确定为瞬时峰值强度的60%～90%，施加的第一级偏应力荷载为瞬时峰值强度的40%～50%；在多级逐级加载的过程中，逐级增加每级偏应力增量，当偏应力荷载达到或接近确定的蠕变极限偏应力时，逐级减少每级偏应力增量；每级偏应力增量的施加方式采用0.1cm³/min，每级流变荷载蠕变时间由岩石的轴向应变率来确定。

6.根据权利要求1所述的一种基于卡萨格兰德法的岩石长期强度参数确定方法，其特征在于：所述步骤3）中的用函数对数据进行拟合，得到稳态环向应变率-应力水平关系曲线，具体为，分别用指数函数和幂函数对数据进行拟合，选取拟合相关系数大于拟合函数相关系数阈值的函数所拟合得到的拟合曲线作为稳态环向应变率-应力水平关系曲线。

7.根据权利要求6所述的一种基于卡萨格兰德法的岩石长期强度参数确定方法，其特征在于：所述拟合函数相关系数阈值为0.9。