[发明专利]确定岩石材料裂纹尖端断裂过程区传播速度的方法及设备

权利要求书

1.一种确定岩石材料裂纹尖端断裂过程区传播速度的方法，其特征在于，包括：对试验级岩石样本加载，根据时长间隔获取若干张图片，根据所述若干张图片得到试验级岩石样本表面的全场位移分布；在裂纹尖端的不连续线上以一距离布设若干虚拟位移计，根据所述时长间隔得到不同加载时刻裂纹尖端的张开位移集合；在所述张开位移集合中的每一张开位移的曲线拐点区域内，将与曲线斜率数值范围端点对应的所述曲线上的点连接，得到所述每一张开位移的参考直线，获取在竖直方向上所述曲线与参考直线差值的极大值的对应时长；根据所述一距离及对应时长，得到每一张开位移对应的裂纹尖端断裂过程区的传播速度；所述根据所述一距离及对应时长，得到每一张开位移对应的裂纹尖端断裂过程区的传播速度，包括：

其中，v_i+1为第i个虚拟位移计至第i+1个虚拟位移计之间裂纹尖端断裂过程区的传播速度；u为所述一距离；t_i+1与t_i为断裂过程区到达第i+1与第i个虚拟位移计的时长。

2.根据权利要求1所述的确定岩石材料裂纹尖端断裂过程区传播速度的方法，其特征在于，所述试验级岩石样本表面的全场位移分布，包括：

其中，u_i,x与u_i,y分别为图片中第i点处沿x方向与y方向的位移；u₀与v₀分别为中心点处沿x方向与y方向的位移；(x₀,y₀)与(x_i,y_i)分别为中心点处坐标与第i点处坐标；u或v对坐标x或y的偏导数为位移沿x轴或y轴方向的变化梯度。

3.根据权利要求1所述的确定岩石材料裂纹尖端断裂过程区传播速度的方法，其特征在于，所述不同加载时刻，包括：

t＝n×Δt

其中，t为加载时刻；n为若干虚拟位移计的数量；Δt为所述时长间隔。

4.根据权利要求1所述的确定岩石材料裂纹尖端断裂过程区传播速度的方法，其特征在于，所述斜率数值范围为0至0.95，相应地，所述将与曲线斜率数值范围端点对应的所述曲线上的点连接，得到所述每一张开位移的参考直线，包括：将所述曲线上斜率为0的点与斜率为0.95的点连接，得到所述每一张开位移的参考直线。

5.根据权利要求1所述的确定岩石材料裂纹尖端断裂过程区传播速度的方法，其特征在于，在所述对试验级岩石样本加载之前，还包括：将岩石材料进行钻取及切割，制作成巴西圆盘状岩石样本，并将所述巴西圆盘状岩石样本进行黑白化，得到所述试验级岩石样本。

6.根据权利要求5所述的确定岩石材料裂纹尖端断裂过程区传播速度的方法，其特征在于，所述并将所述巴西圆盘状岩石样本进行黑白化，包括：采用白色哑光漆将所述巴西圆盘状岩石样本表面均匀喷涂成白色，待白色哑光漆凝固后，将黑色哑光漆随机喷涂在白色哑光漆上部，形成黑白相间的散斑。