[发明专利]一种岩体损伤程度评估方法

权利要求书

1.一种岩体损伤程度评估方法，其特征在于，所述方法包括：

通过待监测岩体上设置的微震监测系统，采集每次微震事件对应的微震数据，并记录微震时刻；

针对每个微震时刻，根据该微震时刻发生的微震事件对应的微震数据，确定该微震时刻发生的微震事件的岩体破裂形式和岩体损伤量；

根据该微震时刻发生的微震事件的岩体破裂形式和预设的分形维数算法，确定该微震时刻发生的微震事件对应的微震时间维值；

根据各所述微震时刻发生的微震事件对应的微震时间维值和所述岩体损伤量，确定岩体损伤程度评估指标，所述岩体损伤程度评估指标用于对岩体损伤渐进性积累的全过程进行分析与评估，判别地下灾害发生征兆。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微震数据包括P波，所述针对每个微震时刻，根据该微震时刻发生的微震事件对应的微震数据，确定该微震时刻发生的微震事件的岩体破裂形式，包括：

针对每个微震时刻，解译该微震时刻发生的微震事件对应的P波，得到该微震时刻发生的微震事件的矩张量；

基于矩张量分解法，将该微震时刻发生的微震事件的矩张量分解为膨胀中心、纯双力偶与补偿线性矢量偶极；

根据该微震时刻发生的微震事件的矩张量对应的膨胀中心、纯双力偶和补偿线性矢量偶极，确定该微震时刻发生的微震事件的张拉破坏值和剪切破坏值；

根据该微震时刻发生的微震事件的张拉破坏值、剪切破坏值、预设的第一破坏阈值和第二破坏阈值，确定该微震时刻发生的微震事件的岩体破裂形式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微震数据包括微震事件释放的弹性应变能，以及损伤半径内各岩体单元的最大主应力、中间主应力、最小主应力、泊松比、体积和损伤弹性模量，所述针对每个微震时刻，根据该微震时刻发生的微震事件对应的微震数据，确定该微震时刻发生的微震事件的岩体损伤量，包括：

针对所述待监测岩体中每个岩体单元，根据该岩体单元的最大主应力、中间主应力、最小主应力、泊松比、体积和损伤弹性模量，确定该岩体单元损伤时释放的弹性应变能；

针对每个微震时刻，根据该微震时刻发生的微震事件释放的弹性应变能和该微震事件的损伤半径内的各岩体单元损伤时释放的总弹性应变能，确定该微震时刻发生的微震事件的岩体损伤量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述针对所述待监测岩体中每个岩体单元，根据该岩体单元的最大主应力、中间主应力、最小主应力、泊松比、体积和损伤弹性模量，确定该岩体单元损伤时释放的弹性应变能的公式为：

其中，表示微震事件的损伤半径内第i个岩体单元损伤时，释放的弹性应变能，σ₁为该岩体单元的最大主应力，σ₂为该岩体单元的中间主应力，σ₃为该岩体单元的最小主应力，v为泊松比；V_i为该岩体单元的体积，E_Di为该岩体单元的损伤弹性模量。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述针对每个微震时刻，根据该微震时刻发生的微震事件释放的弹性应变能和该微震事件的损伤半径内的总弹性应变能，确定该微震时刻发生的微震事件的岩体损伤量的公式为：

其中，ΔU表示微震事件释放的弹性应变能，表示微震事件的损伤半径内第i个岩体单元损伤时，释放的弹性应变能，m为微震事件的损伤半径内岩体单元的数量，表示微震事件的损伤半径内的岩体单元损伤时，释放的总弹性应变能。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对每个微震时刻发生的微震事件的矩张量，根据该矩张量对应的膨胀中心、纯双力偶和补偿线性矢量偶极，确定该微震时刻发生的微震事件的张拉破坏值和剪切破坏值的公式为：

其中，S₁为张拉破坏值，S₂为剪切破坏值，M^ISO为膨胀中心，M^DC为纯双力偶，M^CLVD为补偿线性矢量偶极。