[发明专利]基于CT动态扫描的岩石损伤断裂细观演化三维重构方法

说明书

本发明公开了一种基于CT动态扫描的岩石损伤断裂细观演化三维重构方法，包括以下步骤：S1，制作三维重构所需要的试样材料；S2，将所述步骤S1制成的试样放在RMT伺服试验机上，并架设多排CT机；S3，将所述步骤S2的试样进行荷载试验，并通过数据采集通道获得CT值；S4，将所述步骤S3的CT数据进行处理并重构，实现试样损伤断裂细观演化动态过程的三维重构。本发明通过对试样破坏的实时扫描，得到裂隙生成扩展三维动态演化过程，进而帮助研究人员更加直观地观测到试样的破坏过程；相对于理论推导公式和相似材料等方法得到的数据，CT扫描损伤重构得到的参数更加精确，也更让人信服。

技术领域

本发明涉及基于CT动态扫描的岩石损伤断裂细观演化三维重构方法，属于岩石混凝土损伤断裂细观演化三维重构的方法。

背景技术

随着我国基础建设的推进和发展，如大型水利、隧道交通等国家重大工程都开始进行大规模建设，但与此同时，许多问题也随之而来，人们在尝试解决这些问题时，也逐渐开始从细观尺度来解释不同外部环境下岩石混凝土的破坏机制问题，如岩石混凝土在细观尺度上的损伤断裂演化问题。

在研究岩石混凝土的损伤断裂演化问题中，许多学者都根据不同方向提出解决办法，如在理论上，有应变等效性假说、表观弹塑性损伤以及加卸载响应比等方法来表征介质损伤程度，但是由于损伤力学只适用于连续介质力学，而断裂力学则用于非连续介质力学，因此在理论上对岩石混凝土损伤断裂全过程演化的阐述存在一定的不足；在实验室中，则利用透明岩石等相似材料来观察其裂纹扩展情况，该方法虽然能够直观观测透明材料的内部裂隙演化过程，但由于采用相似材料，因此在定量描述上会存在一定误差。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于CT动态扫描的岩石损伤断裂细观演化三维重构方法，通过对试样破坏的实时扫描，得到裂隙生成扩展三维动态演化过程，进而帮助研究人员更加直观地观测到试样的破坏过程。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种基于CT动态扫描的岩石损伤断裂细观演化三维重构方法，包括以下步骤：

S1，制作三维重构所需要的试样材料；

S2，将所述步骤S1制成的试样放在RMT伺服试验机上，并架设多排CT机；

S3，将所述步骤S2的试样进行荷载试验，并通过数据采集通道获得CT值；

S4，将所述步骤S3的CT数据进行处理并重构，实现试样损伤断裂细观演化动态过程的三维重构。

作为优选，所述步骤S1包含：

S1.1，制作三维重构所需的试样材料，柱体或方体试样均可，注意根据CT机探测器的排数和扫描层之间的距离来确定试样的轴向长度，若是过长，会导致各层之间的距离过大，在三维重构时容易造成失真，一般而言，试样轴向长度L＝(n-1)·Δ，其中n为CT机探测器的排数，Δ为层间距。

作为优选，所述步骤S2包含：

S2.1，将所述步骤S1中制成的试样放在RMT伺服试验机上，并对RMT伺服试验机相关试验参数进行调试；

S2.2，架设多排CT机X线束发生器和探测器，相邻的探测器之间通过弹性体黏结，相邻的X线束发生器之间也通过弹性体黏结，一端的线束发生器和探测器通过挡板与RMT伺服试验机连接，并进行调试，与数据采集通道连接，探测器沿Z轴方向依次排列即可。

作为优选，所述步骤S3包含：