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一種基于卡薩格蘭德法的巖石長期強(qiáng)度參數(shù)確定方法與流程

文檔序號(hào):12784163閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種基于卡薩格蘭德法的巖石長期強(qiáng)度參數(shù)確定方法,其特征在于,包括以下步驟:

1)制作試樣;

選取完整巖塊,取得巖芯,對(duì)巖芯進(jìn)行加工,制備得到圓柱形的巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣;

2)三軸蠕變力學(xué)試驗(yàn);

對(duì)巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行設(shè)定圍壓下的三軸蠕變力學(xué)試驗(yàn),獲得三軸蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果;其中,三軸蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果包括各級(jí)偏應(yīng)力值和各級(jí)穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率值;

3)由三軸蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果繪制穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率-應(yīng)力水平關(guān)系曲線;

將各級(jí)偏應(yīng)力值作為橫坐標(biāo),各級(jí)穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率值作為縱坐標(biāo),繪制于平面直角坐標(biāo)系上;用函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得到穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率-應(yīng)力水平關(guān)系曲線;

4)確定穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率-應(yīng)力水平關(guān)系曲線的拐點(diǎn);

將穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率-應(yīng)力水平關(guān)系曲線的上、下兩部分直線段延伸組成一個(gè)角,作該角的角平分線,該角平分線與穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率-應(yīng)力水平關(guān)系曲線交于第一交點(diǎn),確定該第一交點(diǎn)為穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率-應(yīng)力水平關(guān)系曲線的拐點(diǎn);

5)基于卡薩格蘭德法得到巖石的長期強(qiáng)度參數(shù);

通過拐點(diǎn)向右和斜下方分別做平行于橫坐標(biāo)的水平線和朝向橫坐標(biāo)延伸的穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率-應(yīng)力水平關(guān)系曲線的切線,該水平線和該切線于拐點(diǎn)處組成兩線夾角,再作出兩線夾角的角平分線,將穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率-應(yīng)力水平關(guān)系曲線的下部分直線段向右延伸而與兩線夾角的角平分線交于第二交點(diǎn),確定該第二交點(diǎn)的橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的偏應(yīng)力值為巖石的長期強(qiáng)度參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于卡薩格蘭德法的巖石長期強(qiáng)度參數(shù)確定方法,其特征在于:所述巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣的尺寸為直徑50mm、高100mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于卡薩格蘭德法的巖石長期強(qiáng)度參數(shù)確定方法,其特征在于:所述三軸蠕變力學(xué)試驗(yàn)通過全自動(dòng)三軸流變伺服儀進(jìn)行。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于卡薩格蘭德法的巖石長期強(qiáng)度參數(shù)確定方法,其特征在于:所述三軸蠕變力學(xué)試驗(yàn)采用單級(jí)加載或多級(jí)逐級(jí)加載的加載方式。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于卡薩格蘭德法的巖石長期強(qiáng)度參數(shù)確定方法,其特征在于:所述三軸蠕變力學(xué)試驗(yàn)采用多級(jí)逐級(jí)加載的加載方式時(shí),試驗(yàn)中的每級(jí)偏應(yīng)力增量依據(jù)常規(guī)瞬時(shí)三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果確定,蠕變極限偏應(yīng)力的大小確定為瞬時(shí)峰值強(qiáng)度的60%~90%,施加的第一級(jí)偏應(yīng)力荷載為瞬時(shí)峰值強(qiáng)度的40%~50%;在多級(jí)逐級(jí)加載的過程中,逐級(jí)增加每級(jí)偏應(yīng)力增量,當(dāng)偏應(yīng)力荷載達(dá)到或接近確定的蠕變極限偏應(yīng)力時(shí),逐級(jí)減少每級(jí)偏應(yīng)力增量;每級(jí)偏應(yīng)力增量的施加方式采用0.1cm3/min,每級(jí)流變荷載蠕變時(shí)間由巖石的軸向應(yīng)變率來確定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于卡薩格蘭德法的巖石長期強(qiáng)度參數(shù)確定方法,其特征在于:所述步驟3)中的用函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得到穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率-應(yīng)力水平關(guān)系曲線,具體為,分別用指數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,選取擬合相關(guān)系數(shù)大于擬合函數(shù)相關(guān)系數(shù)閾值的函數(shù)所擬合得到的擬合曲線作為穩(wěn)態(tài)環(huán)向應(yīng)變率-應(yīng)力水平關(guān)系曲線。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于卡薩格蘭德法的巖石長期強(qiáng)度參數(shù)確定方法,其特征在于:所述擬合函數(shù)相關(guān)系數(shù)閾值為0.9。

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