[发明专利]一种真三轴试验力转变形及峰后扰动自动化控制方法

说明书

本发明涉及真三轴岩石力学试验机控制技术领域，提供一种真三轴试验力转变形及峰后扰动自动化控制方法。首先编写控制对话框；然后输入力加载速率、力转变形控制速率、扰动时机应力值占峰值强度的百分比，并根据力加载速率对岩石试样进行加载；接着根据最小主应力方向变形数据D_i及采样时间数据T_i计算最小主应力方向变形速率v_i，在v_i≥a时对岩石试样进行力转最小主应力方向变形控制；最后，根据最大主应力方向应力数据S_j计算最大主应力方向应力变化值deta_j，在deta_j＜0时计算ratio_j，在ratio_j≥1‑b时对岩石试样施加峰后扰动。本发明能够提高力转变形及峰后扰动控制的自动化程度、精度和效率。

技术领域

本发明涉及真三轴岩石力学试验机控制技术领域，特别是涉及一种真三轴试验力转变形及峰后扰动自动化控制方法。

背景技术

在进行常规三轴试验或者真三轴岩石力学试验时，目前的加载控制方法主要有力控制、变形控制、力转变形控制三种。岩石力学压缩试验全过程采用力控制方法无法获得峰后的应力应变曲线。若全过程采用变形控制方法则试验时间过长。为了获得岩石峰后曲线同时缩短试验时长，一般采用力转变形控制方法，在峰前弹性段采用力控制等到塑性段转为变形控制。目前大部分力转变形控制的转变时机都是根据最小主应力方向的变形速率人为判断，即对最小主应变进行观察，等应变时间曲线斜率到达一定数值时按照该斜率进行变形控制。这种方法需要试验操作人员不停的对曲线进行求斜率操作，自动化程度较低。

同时随着岩石力学试验设备的发展，现有设备希望更多的模拟现场工程实际状况，对压缩到峰后的岩石进行不同波形的扰动。然而峰后在什么时机进行扰动还没有成形的方法，若采用人工观察峰后曲线判断扰动时机则误差较大、很难严格的按照我们预期的时机施加扰动。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种真三轴试验力转变形及峰后扰动自动化控制方法，能够提高力转变形及峰后扰动控制的自动化程度、精度和效率。

本发明的技术方案为：

一种真三轴试验力转变形及峰后扰动自动化控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1：在真三轴岩石力学试验机中编写控制对话框，所述控制对话框可输入的参数包括力加载速率、力转变形控制速率、扰动时机应力值占峰值强度的百分比；

步骤2：在控制对话框中输入力加载速率、力转变形控制速率、扰动时机应力值占峰值强度的百分比，控制器将力加载速率编辑成力加载指令发送给作动器、将力转变形控制速率赋值给参数a、将扰动时机应力值占峰值强度的百分比赋值给参数b；

步骤3：作动器根据接收到的力加载指令对岩石试样进行加载；

步骤4：进行力转变形控制：

步骤4.1：令i＝1；

步骤4.2：利用变形传感器监测岩石试样在各个主方向的变形值并记录监测时间，提取最小主应力方向变形数据D_i及采样时间数据T_i；其中，D_i为第i次变形采样时的最小主应力方向变形值，T_i为第i次变形采样对应的时间；

步骤4.3：令i＝i+1，重复步骤4.2；

步骤4.4：计算第i次变形采样时的最小主应力方向变形速率若v_i＜a则转至步骤4.3，若v_i≥a则控制器将最小主应力方向变形速率v_i编辑成变形控制指令来控制最大主应力方向的作动器对岩石试样进行力转最小主应力方向变形控制，进入步骤5；

步骤5：进行峰后扰动控制：