[发明专利]一种岩石蠕变破坏微裂纹贯通阶段起始时间辨识方法

权利要求书

1.一种岩石蠕变破坏微裂纹贯通阶段起始时间辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过声发射仪获取每个声发射震源空间坐标，获取声发射震源沿加载方向的坐标值Z_i，计算获取震源垂直加载方向的坐标值R_i；

以固定时间窗口U所对应的坐标值Z_i与坐标值R_i分别计算单个声发射震源分形维数D_i，并以时间窗口终点对应的时刻t_i作为分形维数D_i的标度，以固定的滑动步距I计算整个蠕变破坏过程中的坐标值Z_i与坐标值R_i的分形维数；

以t_i为X坐标，坐标值Z_i的分形维数D_i为Y坐标，绘制t_i-D_i曲线，并将其叠加在蠕变曲线上，将坐标值Z_i分形维数持续增大对应的起始时间记为t_Z；

以t_i为X坐标，坐标值R_i的分形维数D_i为Y坐标，绘制t_i-D_i曲线，并将其叠加在蠕变曲线上，坐标值R_i分形维数持续增大对应的起始时间记为t_R；

将t_Z,t_R中的最大值作为蠕变破坏过程中微裂纹贯通阶段的起始时间t_g；

还包括对标准岩石试件进行蠕变声发射震源定位试验，所述蠕变声发射震源定位试验包括以下步骤：

制备圆柱体标准岩石试件；

对标准岩石试件进行相对坐标编制，在标准岩石试件表面对称布置等距的8个声发射传感器，获取每个声发射传感器的坐标，测试岩石纵波波速；

根据岩石损伤应力σ_cd，确定蠕变应力；确定声发射采集参数，根据蠕变应力，进行蠕变声发射震源定位试验；

8个所述声发射传感器的布置方法具体包括以下步骤：

所述标准岩石试件表面沿轴线方向作直线L1，在所述L1方向量取距上、下端面10mm的点，作为两个所述声发射传感器布置位置的中心点；

根据所述L1作对称线L2，根据所述L1上的两个中心点在所述L2作对称点，作为两个所述声发射传感器布置位置的中心点；

分别沿试件表面作直线L3和L4，所述L3和L4构成的平面垂直于与所述L1和L2构成的平面，并在所述L3和L4上作与所述L1和L2上的两个中心点的对称点，作为四个所述声发射传感器布置位置的中心点；

以所述标准岩石试件底面中心作为坐标原点，获取并记录8个所述声发射传感器布置位置的中心点的坐标；

所述声发射震源坐标值Z_i与坐标值R_i的分形维数具体计算步骤如下：

根据岩石蠕变破坏总历时h与声发射震总数E，以小时为单位，选取固定的时间窗口U与固定滑动步距I，其中I＜U＜h，并保证每个时间窗口U内对应的声发射震源坐标值Z_i或坐标值R_i不小于50，即每个时间窗口U对应的坐标值Z_i或坐标值R_i样本容量n不小于50；

以第一个时间窗口U₁对应的坐标值Z_i或坐标值R_i为样本n₁，构造一个样本m维的向量：

X_i＝[x_i,x_i+1…x_i+m-1](i＝1,2,3,…n-m+1) (2)

按式(3)、式(4)得到向量对应的关联函数W[r(k)]：

式中：r(k)为给定的尺度；k为比例常数，取10～20；H为Heaviside函数；

在给定的尺度下，绘制{lnr(k),lnW[r(k)]}散点图；对{lnr(k),lnW[r(k)]}散点进行线性拟合，得到拟合直线的斜率K₁；取K₁为第一个时间窗口U₁对应的坐标值Z_i或坐标值R_i分形维数D₁，取第一个时间窗口U₁终点对应的时间t₁作为D₁的标度；

将第一个时间窗口U₁后一个固定滑动步距I，重复上述计算步骤，计算得到第二个时间窗口U₂对应的坐标值Z_i或坐标值R_i分形维数D₂，及其时间标度t₂；

重复以上步骤，计算第i个时间窗口U_i对应的坐标值Z_i或坐标值R_i分形维数D_i，及其时间标度t_i；其中，i＝3，4，5…p，整数部分。