[发明专利]一种热损伤岩石尺寸效应参数测试用夹具及测试方法

权利要求书

1.一种热损伤岩石尺寸效应参数测试用夹具，包括岩心套(6)，其特征在于：所述岩心套(6)的内侧安装有测试试件主体(4)，所述测试试件主体(4)底端的内侧设置有切缝(5)，所述岩心套(6)的两侧均安装有弧形连接夹持架(2)，所述弧形连接夹持架(2)的一侧安装有夹持梁体(1)，所述夹持梁体(1)一端的内侧设置有十个连接螺栓(3)，所述夹持梁体(1)与弧形连接夹持架(2)通过连接螺栓(3)连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种热损伤岩石尺寸效应参数测试用夹具，其特征在于：所述测试试件主体(4)的材质为岩石，所述岩心套(6)和测试试件主体(4)的长度尺寸均分为三种，所述岩心套(6)和测试试件主体(4)的三种长度尺寸分别为200mm、100mm和50mm。

3.根据权利要求1所述的一种热损伤岩石尺寸效应参数测试用夹具，其特征在于：所述切缝(5)的长度尺寸分为三种，所述切缝(5)的三种长度尺寸分别为60mm、30mm和15mm，所述测试试件主体(4)的直径尺寸为50mm。

4.根据权利要求1所述的一种热损伤岩石尺寸效应参数测试用夹具，其特征在于：所述岩心套(6)的内壁与测试试件主体(4)的外表面均设置有高强度结构胶，所述岩心套(6)与测试试件主体(4)通过高强度结构胶粘接固定。

5.根据权利要求1所述的一种热损伤岩石尺寸效应参数测试用夹具，其特征在于：所述弧形连接夹持架(2)的一侧设置有夹持弧形槽，所述岩心套(6)设置在夹持弧形槽的内侧，两个所述弧形连接夹持架(2)通过岩心套(6)连接。

6.一种热损伤岩石效应参数测试方法，其特征在于：所述热损伤岩石效应参数测试方法包括以下步骤：

(A)钻取岩心材料得到三种尺寸的测试试件主体(4)，将测试试件主体(4)进行初步加工，具体为使用打磨机对测试试件主体(4)的外表面进行打磨切割，确保测试试件主体(4)的外观尺寸符合测试要求；

(B)测试试件主体(4)的长度尺寸分为三种，测试试件主体(4)的三种长度尺寸分别为200mm、100mm和50mm，根据测试试件主体(4)的长度尺寸对切缝(5)的尺寸进行确定，其中切缝(5)的三种长度尺寸分别为60mm、30mm和15mm，使得切缝(5)的长度尺寸为测试试件主体(4)的长度尺寸的0.3倍，使用合金刀片对测试试件主体(4)的底端沿着直径进行垂直切割作业；

(C)将夹持梁体(1)与弧形连接夹持架(2)通过连接螺栓(3)连接固定，在连接螺栓(3)的外表面涂覆有防锈液，在弧形连接夹持架(2)的一侧设置有夹持弧形槽，岩心套(6)设置在夹持弧形槽的内侧，在岩心套(6)的内壁与测试试件主体(4)的外表面均设置有高强度结构胶，将相同尺寸的岩心套(6)与测试试件主体(4)通过高强度结构胶粘接固定，并通过两个弧形连接夹持架(2)对岩心套(6)进行固定夹持操作；

(D)在测试试件主体(4)的下端面放置有支撑平台，进而通过压力试验机采用三点弯曲法对岩心套(6)的上端面进行外部载荷的施加，外载荷施加过程中应缓慢且均匀，确保测试试件主体(4)在受力过程中的垂直稳定，避免受到快速冲击造成测试结果不准确；

(E)记录三种组合试件的加载曲线及最大压力值Pmax，根据公式(1)计算K_if；根据公式(2)采用最小二乘法拟合线性公式(3)计算尺寸效应参数K_IC和C_f；

α＝a/d；

a-裂纹长度，a₀-初始裂纹长度，C_n-形状系数，t-厚度，d-试样高度，P-载荷，E-弹性模量，G_f-初始断裂能，C_f-等效断裂过程区长度，-与试件几何形状相关的形式函数；

对于三点弯曲梁

对于本发明，几何形状因子如下：

K_if-表观断裂韧性值，基于线弹性断裂力学测定的参数，也是大多数标准方法获取的参数；

K_IC-无尺寸效应断裂韧性值，g(α)和g′(α)-与试件几何形状相关的形式函数；