[发明专利]动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法

权利要求书

1.动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述评价方法包括以下步骤：

步骤S1：通过调研与现场考察手段，确定具有代表性的深部难钻目标层位，并采集矿场真实硬岩，根据测井录井数据确定对应层位岩石受到的围压值；

步骤S2：根据步骤S1采集的岩样，制备测试评价需要的样品；

步骤S3：对步骤S2制备的样品进行矿物组分分析和孔隙结构的微观分析，确定测试样品矿物组分和微观裂纹数量；

步骤S4：对步骤S2制备的样品进行交变大温差处理，采用高温加热冷却处理装置对步骤S2制备的测试样品进行“低温-高温-低温”交变大温差处理；

步骤S5：对步骤S4处理的样品进行孔隙结构的微观分析，确定微裂纹数量；

步骤S6：对步骤S4制备的样品进行高频动态外载处理，采用高频振动台对步骤S4制备的测试样品进行高频动态外载处理；

步骤S7：对步骤S6处理的样品进行孔隙结构的微观分析，确定微裂纹数量；

步骤S8：将步骤S4处理的测试样品放置三维分离式霍普金森压杆测试装置中，调控样品受到的围压、静态轴向外载力、单次冲击外载加载速率进行不同类型岩石破碎测试，测试过程同步对测试样品开展高速成像观测，确定破碎前微裂纹数量；

步骤S9：将步骤S6处理的测试样品放置三维分离式霍普金森压杆测试装置中，调控样品受到的围压、静态轴向外载力进行不同类型岩石破碎测试，测试过程同步对测试样品开展高速成像观测，确定破碎前微裂纹数量；

步骤S10：步骤S8和步骤S9中每组测试完成后，通过应力波平衡原理计算获得岩样破碎过程的应力、应变、应变率数据；

步骤S11：步骤S8和步骤S9中每组测试完成后，通过分形维数计算方法获得每组测试后样品的分形维数；

步骤S12：通过步骤S10的数据和动态强度变化因子计算公式获得同一破碎模式下测试样品的动态强度变化因子，同时获得不同破碎模式下的强度比值；

步骤S13：根据能量计算方法计算岩石破碎过程的入射能、反射能、透射能、岩石破碎吸收能；

步骤S14：根据步骤S10的数据和摩尔库伦准则获得测试样品的内聚力、内摩擦角；

步骤S15：根据步骤S1-步骤S14获得的数据，建立数据集，通过岩石破碎能量-强度配比因子计算方法获得数据集中岩石破碎能量-强度配比因子数据中的最大值和最小值；

所述步骤S4的“低温-高温-低温”交变大温差处理，每组岩样最高温度控制在400~800℃之间，温度梯度为100℃，温度升降速率为10℃/min、20℃/min、30℃/min、50℃/min；所述步骤S6的高频动态外载处理，每组岩样最高评率控制在30~3000Hz之间，频率梯度为50Hz，每组频率对应的加速度值为5g；

所述步骤S8的围压值为步骤S1确定的围压值；静态轴向外载力平均分成3组，幅值根据钻压确定；单次冲击外载加载速率通过控制岩样应变率实现，应变率分为50s^-1、100s^-1、200s^-1、300s^-1；不同类型岩石破碎测试包括压缩破碎测试、拉伸破碎测试、剪切破碎测试；测试过程同步开展的高速成像观测通过数字图像相关法进行数据测量，得到岩样破碎前全场裂纹数量。

2.如权利要求1所述的动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述步骤S2中制备所需的样品，包括压缩破碎样品、拉伸破碎样品、剪切破碎样品。

3.如权利要求1所述的动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述步骤S3矿物组分分析和孔隙结构的微观分析是通过X射线衍射、扫描电镜技术完成的。