[发明专利]基于细观组构模拟的岩石蠕变性质预测方法

权利要求书

1.一种基于细观组构模拟的岩石蠕变性质预测方法，其特征在于，步骤如下： 

(1)、多矿物岩样矿物成分及矿物比例鉴定 

(2)、各单矿物岩样制备 

(3)、各单矿物岩样分别进行蠕变试验 

(4)、建立单矿物岩样的蠕变模型 

(5)、反演获得单矿物岩样的蠕变参数 

(6)、多矿物岩样按矿物比例的随机几何建模 

(7)、多矿物岩样的蠕变性质计算预测。 

2.根据权利要求1所述的基于细观组构模拟的岩石蠕变性质预测方法，其特征在于，多矿物岩样矿物成分及矿物比例鉴定，具体方法如下：通过偏光显微镜下的岩石薄片鉴定法对岩样的矿物成分进行鉴定；应用网格法确定矿物的百分含量：选择岩石新鲜而又平整部位画上网格，统计各矿物分别占网格总面积的百分比，此百分比即为矿物的百分含量；也可通过X衍射物相定量分析法对岩样的矿物成分和比例进行鉴定。 

3.根据权利要求1所述的基于细观组构模拟的岩石蠕变性质预测方法，其特征在于，各单矿物岩样制备，具体方法如下：采集各单矿物岩样分别加工成直径与高度之比为1：2的圆柱形试样，要求圆柱形试样两端面的不平整度偏差为±0.05毫米，以消除岩样离散性的影响。 

4.根据权利要求1所述的基于细观组构模拟的岩石蠕变性质预测方法，其特征在于，各单矿物岩样分别进行蠕变试验，具体方法如下：采用三轴流变仪进行单轴和三轴的压缩蠕变试验；围压和轴向压力施加水平可根据实际岩体的瞬时力学实验结果进行调整，一般地，围压σ₃可取0～50MPa，轴向压力σ₁ 可取岩样瞬时抗压强度的60％～90％。 

5.根据权利要求1所述的基于细观组构模拟的岩石蠕变性质预测方法，其特征在于，建立单矿物岩样的蠕变模型，具体方法如下：根据单矿物岩样的蠕变试验曲线，分析蠕变特征，不考虑加速蠕变阶段，建立相应的蠕变力学模型；如果蠕变曲线表现出瞬时弹性变形和衰减蠕变变形，即蠕变速率随时间增长逐渐减小到0，可以选用广义Kelvin模型；如果蠕变曲线表现出瞬时弹性变形、衰减蠕变变形和等速蠕变变形，即蠕变速率随时间增长逐渐趋于不为0的常数，可以选用西原模型。 

6.根据权利要求1所述的基于细观组构模拟的岩石蠕变性质预测方法，其特征在于，反演获得单矿物岩样的蠕变参数，具体方法如下：根据上述建立的蠕变模型，采用最小二乘法参数反演方法获得单矿物岩样的蠕变参数；即通过不断调整力学参数，使计算曲线逐渐逼近试验曲线，通过多步迭代计算如果计算曲线与试验曲线吻合较好，拟合误差在设定的范围之内，即认为该参数为最终所求的蠕变参数。 

7.根据权利要求1所述的基于细观组构模拟的岩石蠕变性质预测方法，其特征在于，多矿物岩样按矿物比例的随机几何建模，具体方法如下：根据实际多矿物岩样的几何尺寸，在数值软件中建立相应的几何模型，并剖分网格，网格尺寸小于1mm；根据多矿物岩样成分的不同，将网格单元划分为不同的材料分组，每一个网格单元的材料分组随机设置，但保证所有网格单元的整体数量按照矿物成分的比例分布。 

8.根据权利要求1所述的基于细观组构模拟的岩石蠕变性质预测方法，其特征在于，多矿物岩样的蠕变性质计算预测，具体方法如下：将上述步骤获得的单矿物岩石的蠕变模型和蠕变参数应用到多矿物岩样的网格模型中，用数 值软件进行蠕变计算，可以得到多矿物岩样的蠕变计算曲线，从而对多矿物岩样的蠕变性质进行预测。