[发明专利]一种定量分析岩石爆破损伤的实验方法

摘要

本发明实施例公开一种定量分析岩石爆破损伤的实验方法。涉及岩石爆破损伤研究技术领域，可以实现对爆破引起的岩石损伤的定量分析研究。包括：制作圆柱体岩石试件；对试件用CT扫描，获取圆柱体岩石试件的第一扫描图像保存；起爆炸药；将爆破后的试件进行CT扫描，获取第二扫描图像；将第一扫描图像及第二扫描图像导入Matlab中进行二值化处理；将二值化处理后的第一扫描图像及第二扫描图像导入Photoshop中对图像去噪；将去噪后的第一扫描图像及第二扫描图像导入Mimics10.01中，重构破坏前，后的三维体；计算爆破前及爆破后试件内部损伤的容量维数；基于所述容量维数，根据公式计算爆破后圆柱体岩石试件的损伤度。本发明适用于对岩石爆破损伤的研究分析及评价。

主权项

1.一种定量分析岩石爆破损伤的实验方法，其特征在于，包括步骤：制作圆柱体岩石试件；所述圆柱体岩石试件上设有炮孔；对所述圆柱体岩石试件用CT扫描，获取所述圆柱体岩石试件的第一扫描图像保存；在所述炮孔内装入叠氮化铅或DDNP炸药；在所述炸药上连接起爆线并引出至起爆器；封堵炸药与炮孔之间有孔间隙，并堵塞所述炮孔；将圆柱体岩石试件放入实验装置的腔体中，锁紧所述腔体；所述实验装置包括：中空钢柱，所述钢柱为经淬火处理的钢制作成圆柱体结构，在圆柱体结构中间掏一个大于或等于所述圆柱体岩石试件直径的圆柱形腔体；将与所述圆柱体岩石试件相同直径大小的橡胶垫放在圆柱体岩石试件上表面上；在所述橡胶垫的上方设置金属圆柱，用盖板将所述金属圆柱固定在所述腔体中，以防止腔体内的圆柱体岩石试件爆炸后，堵塞物直接冲出炮孔；通过所述起爆器起爆所述炸药；起爆后预定时间内，取出爆破后的圆柱体岩石试件。将爆破后的圆柱体岩石试件进行CT扫描，获取第二扫描图像；将所述第一扫描图像及第二扫描图像导入Matlab中进行二值化处理；将二值化处理后的第一扫描图像及第二扫描图像导入Photoshop中，对所述图像去噪，以展示图像中的破裂损伤区域；所述去噪包括去除第一扫描图像及第二扫描图像中不存在破裂损伤的区域；将去噪处理后的第一扫描图像及第二扫描图像，分别导入Mimics10.01软件中，以重构出圆柱体岩石试件的三维模型；计算基于第一扫描图像及第二扫描图像分别重构的圆柱体岩石试件的三维模型展示出的内部损伤的分形维数；所述分型维数包括爆破前及爆破后圆柱体岩石试件内部损伤的容量维数；基于计算出的爆破前及爆破后圆柱体岩石试件内部损伤的容量维数，根据公式计算爆破后圆柱体岩石试件的损伤度；所述公式为：其中，ω为试件的损伤程度；Dt为爆炸后圆柱体岩石试件内部损伤体积的容量维数；D0为爆炸前岩样内部初始损伤体积的容量维数；为介质达到最大损伤体积时的容量维数。