[发明专利]一种基于变形测试的岩石类材料破裂性质的识别方法

说明书

本发明公开一种基于变形测试的岩石类材料破裂性质的识别方法。该方法包括预试验获取潜在破裂面、设置应变片组或色彩标识、试验、得出法向应变和切向应变等步骤。该方法不仅能全面并定量的跟踪岩石类材料破裂面的应变历程，而且可辨识局部细小区域的破裂性质，在研究岩石类破裂模式及变形机理的实验领域具有重要的实用价值和推广意义。

技术领域

本发明涉及岩石力学及地质工程领域，特别涉及一种岩石类材料破裂性质的识别方法。

背景技术

岩石类材料的破裂和变形演化一直是岩石力学及地质工程领域的重要研究内容之一。岩石类材料的破裂性质就是其中一个关键的因素，主要表现为受拉破裂、拉剪破裂以及受压剪作用的剪破裂。现有技术中，通常是根据破裂面的形态，结合数值模拟的方法，进行经验性的识别及描述。这类方法不能定量的识别出不同性质破裂间的分隔区域，也不能判定某个局部细小区域的破裂性质。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于变形测试的岩石类材料破裂性质的识别方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种基于变形测试的岩石类材料破裂性质的识别方法，包括以下步骤：

1)制作完全相同的岩石试样Ⅰ和岩石试样Ⅱ。

2)选取岩石试样Ⅰ进行预试，获取该类试样的潜在破裂面。

3)在岩石试样Ⅱ的表面绘制潜在破裂面标记线。在标记线上设置一系列应变片组。所述一系列应变片组从下到上依次编号为1、2…i…n。测得每一组应变片组对应局部区域处的标记线与水平方向的夹角，依次记为θ₁、θ₂…θ_i…θ_n。其中，每一组应变片组包括x向应变片和y向应变片。所述x向应变片水平布置，y向应变片竖直布置。

4)通过试验(适应于粘贴应变片测试变形的所有岩石类材料试验，如单轴压缩、单轴拉伸、双轴压缩等)，获取各应变片组的应变值。其中，第i组应变片组中，x向应变片的应变值为ε_xi，y向应变片的应变值为ε_yi。

5)按照第i组应变片组对应局部区域处标记线的法向和切向，将ε_xi和ε_yi分解为ε_nxi、ε_sxi、ε_nyi和ε_syi。计算得出第i组应变片组对应局部区域的法向应变ε_ni和切向应变ε_si。其中，ε_ni＝ε_nxi+ε_nyi，ε_si＝ε_sxi-ε_syi。

6)根据ε_ni和ε_si的数值特征，确定第i组应变片组对应局部区域的破裂性质。

本发明还公开一种基于变形测试的岩石类材料破裂性质的识别方法，包括以下步骤：

1)制作完全相同的岩石试样Ⅰ和岩石试样Ⅱ。

2)选取岩石试样Ⅰ进行预试，获取该类试样的潜在破裂面。

3)在岩石试样Ⅱ的表面绘制潜在破裂面标记线。所述标记线将岩石试样Ⅱ分割成上下两个部分。每隔一定间距在岩石试样Ⅱ上做一组色彩标识。所述每组色彩标识包括上标识和下标识。所述上标识位于标记线上方，所述下标识位于标记线下方。每组色彩标识中的上标识和下标识的连线与标记线垂直。若干组色彩标识从下到上依次编号为1、2…i…n。第i组色彩标识中的上标识和下标识之间的距离为l_i。