[发明专利]一种确定岩石在加载任意时刻孔隙率的方法

权利要求书

1.一种确定岩石在加载任意时刻孔隙率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将现场简单切割后的岩样用切割机进行修整，使其可以安放在取芯机上；

步骤2：用取芯机采用水钻法对岩样取芯，加工精度严格按照标准进行，使其芯的形状为圆柱体，使用切割机切割圆柱的两个端面并进行打磨，制成最终试件待用；其中，在试件的轴向长度方向上，直径误差不超出直径阈值，试件两端面的不平行度最大不超过平行度阈值，使试件两端面垂直于试件轴线，且最大偏差不超过偏差阈值；

步骤3：获取试件的初始孔隙体积和初始体积；

步骤4：对试件进行三轴压缩试验，获取试件从试验开始至破坏过程中的轴径向应力应变数据；

步骤5：通过Origin软件，根据获取的试件轴径向应力应变数据，绘制试件轴径向应力应变曲线图，并将曲线图中的异常值剔除；

步骤6：根据体积应变与轴径向应变关系式，获取试件在加载不同时刻下的体积应力应变数据；

步骤7：根据获取到的试件在加载不同时刻下的体积应力应变数据，将试件内部孔隙和固体基质体积进行简化，将所有孔隙体积规制在一起，绘制试件内部孔隙与固体基质简易图；

步骤8：根据绘制出的试件内部孔隙与固体基质简易图、获取的试件初始孔隙体积和初始体积，确定试件在加载任意时刻下的孔隙率，即岩石在加载任意时刻下的孔隙率。

2.根据权利要求1所述的确定岩石在加载任意时刻孔隙率的方法，其特征在于，所述步骤2中直径阈值为0.3mm，平行度阈值为0.05mm，偏差阈值为0.25°。

3.根据权利要求1所述的确定岩石在加载任意时刻孔隙率的方法，其特征在于，所述步骤4中三轴压缩试验包括三种形式：定围压增轴压、卸围压定轴压和卸轴压升轴压；所述定围压增轴压方式的操作流程如下：将轴压和围压加载到预定值，然后维持围压不变，逐渐增加轴压直至试件破坏；所述卸围压定轴压方式的操作流程如下：同时加载轴压和围压至预定值，保持围压围压不变，逐渐增大轴压并保持加载值，加载值取常规三轴岩石破坏时强度的60％～80％，保证轴压不变情况下卸载围压至试样破坏；所述卸轴压升轴压方式的操作流程如下：同时加载轴压和围压至预定值，保持围压围压不变，逐渐增大轴压并保持加载值，加载值取常规三轴岩石破坏时强度的60％～80％，以固定速率逐步加载至试件破坏。

4.根据权利要求1所述的确定岩石在加载任意时刻孔隙率的方法，其特征在于，所述步骤6中体积应变与轴径向应变关系式的公式如下：

ε_V＝ε₁+2ε₂；

其中，ε_V为试件在加载当前时刻下的体积应变，ε₁为试件在加载当前时刻下的轴向应变，ε₂为试件在加载当前时刻下的侧向应变。

5.根据权利要求1所述的确定岩石在加载任意时刻孔隙率的方法，其特征在于，所述步骤8中确定试件在加载任意时刻下的孔隙率的公式如下：

其中，e_t为试件在加载任意时刻下的孔隙率，V₁为试件的初始孔隙体积，V₀为试件的初始体积，ε_t为试件在加载任意时刻下的体积应变。