[发明专利]高温下含断续节理的岩石压缩剪切试样制作及试验方法

权利要求书

1.高温下含断续节理的岩石压缩剪切试样的制作及试验方法，包括以下步骤：

1）制作含断续节理的岩石压缩剪切试样：以直径为50mm、高为100mm标准圆柱体试件的任意一中心轴截面为剪切面，在圆柱体试件一端切割掉该中心轴截面一侧的高为h的半圆柱台体、剩余有高为h的半圆柱台阶式的第一凸起部，在圆柱体试件的另一端切割掉位于该中心轴截面另一侧形状和大小完全相同的高为h的半圆柱台体、剩余有对应于另一端切割掉部分的高为h的半圆柱台阶式的第二凸起部，切割时应使第一、第二凸起部的两对应面均在圆柱体试件同一中心轴截面上；第一、第二凸起部的对应面所在的中心轴截面位置即为既定的剪切面所在的位置，在既定的剪切面的位置根据试验需要切割形成长、宽不同、大小不同、位置不同的断续节理，最终获得高温下含断续节理的岩石压缩剪切试样；

2）采用含断续节理的岩石压缩剪切试样进行含断续节理的强度测试：

a)利用岩石高温三轴压缩试验设备对岩石压缩剪切试样直接加载，对含断续节理的岩石压缩剪切试样进行压缩，测定含断续节理的剪切面强度；

b)利用岩石高温三轴压缩试验设备在温度压力室内进行高温高压条件下的节理剪切试验及试验过程的声发射系统、CT扫描研究：CT扫描设备采用螺旋CT扫描仪，螺旋CT扫描仪与岩石三轴压缩试验设备配套且与声发射系统一体化组装，将声发射系统的换能器探头用凡士林紧贴在岩石压缩剪切试样的一个侧面上，使换能器探头与岩石压缩剪切试样侧面达到最佳耦合，即同步采集在剪切载荷作用下变形破坏的声发射信号，由温度压力室提供不同的温度压力条件，由岩石高温三轴压缩试验设备在岩石压缩剪切试样上表面施加均布竖向剪切力F，实现竖向剪切力的伺服加载，随着剪切力的增加，当竖向剪切力在既定的剪切面上产生的剪应力超过岩石压缩剪切试样的抗剪强度值τ时，岩石压缩剪切试样将近似沿着既定的剪切面产生宏观剪切破坏，其抗剪强度τ计算公式为：

式中：F—剪切力：A—剪切面积；

C）含断续节理岩石压缩剪切试样的剪切面在10℃～200℃时的抗剪强度指标内聚力和内摩擦角的测试：

取相同条件的至少5个岩石压缩剪切试样，在温度控制在10℃～200℃时，分别在不同围压σ₃条件下进行压缩试验，至试件破坏时，记录破坏时的荷载F、围压条件σ₃，计算相应的抗剪强度τ，绘制σ～τ曲线，根据摩尔-库仑强度公式，得到该含断续节理的剪切面在10℃～200℃时的抗剪强度指标内聚力和内摩擦角：

2.根据权利要求1所述的高温下含断续节理的岩石压缩剪切试样的制作及试验方法，其特征在于岩石高温三轴压缩试验设备为MTS岩石伺服试验机，螺旋CT扫描仪采用SIEMENSSOMATOM-PLUS螺旋CT扫描仪。