[发明专利]一种计算冻融作用下岩石孔隙体积变形的方法

摘要

本发明公开了一种计算冻融作用下岩石孔隙体积变形的方法。该方法首先利用低场核磁共振测试技术测试岩石的孔隙度，并计算出岩石的孔隙总体积，然后测试岩石的抗拉强度和冰的体积模量，获得冻胀力的大小和该冻融温度下冰的体积模量；根据低温作用下单个饱和孔隙内水变成冰的相变过程的体积变化，建立冻融作用下岩石孔隙体积变形的计算模型，最后将所获得参数代入到所建立的计算模型，即可获得单次冻结后岩石的孔隙变形。本发明克服了传统计算方法中，冻融作用下岩石孔隙内水完全冻结的体积难以计算的问题，并可利用该计算方法计算冻融前后岩石试样孔隙体积弹塑性体积占比。

主权项

1.一种计算冻融作用下岩石孔隙体积变形的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获得岩石试样的外形参数，计算出岩石试样的体积；步骤2：对岩石试样进行真空饱水处理；步骤3：测试出岩石试样的初始孔隙度；步骤4：根据岩石试样的体积和初始孔隙度计算出岩石试样的孔隙总体积；步骤5：对冻融作用后的岩石试样进行巴西劈裂实验，获得抗拉强度值，并将抗拉强度值转化为冻胀力；步骤6：进行冻融温度时的冰的体积模量测量；步骤7：将上述所得参数代入公式(1)中，可得到单次冻结后岩石试样的孔隙总体积，其中：V为岩石试样中孔隙水结冰后的孔隙总体积；为岩石试样的体积；η₀为初始孔隙度；P为冻胀力；α₀为水在无约束条件下，水结冰后的体积膨胀系数；K(P)为在围压为冻胀力P时，冰的体积模量；将上述公式(1)中计算得到的单次冻结后岩石试样的孔隙总体积减去岩石试样的初始孔隙总体积，即可得到单次冻结后岩石孔隙体积的变形值。