[发明专利]一种岩石破裂演化和破坏特征试验方法

说明书

本发明实施例提出一种岩石破裂演化和破坏特征试验方法，涉及岩石力学工程技术领域，该方法包括：对从工程现场采集的岩芯加工成板状试样，试样成型后在试样的表面先后喷涂白漆和黑漆，形成人工随机散斑场；采用CT扫描机对板状试样进行扫描，得到内部缺陷特征；采用岩石压力机对板状试样进行力学试验，并在进行力学试验的过程中，采用声发射设备、高速相机及数字散斑设备，分别获得声发射演化特征、变形破坏特征及裂纹扩展特征；板状试样被破坏后，利用电子显微镜扫描板状试样的破裂面端口处，获得岩石断口细观形貌特征样本。本发明实施例所提供的一种岩石破裂演化和破坏特征试验方法，能够提升探索岩石破坏特征及破坏机制的协同性。

技术领域

本发明涉及岩石力学工程技术领域，具体而言，涉及一种岩石破裂演化和破坏特征试验方法。

背景技术

围岩破裂和破坏问题是困扰我国水电、水利、交通以及深地能源和资源开发利用的关键难题。锦屏二级水电站深埋引水隧洞、锦屏极深暗物质地下实验室、引汉济渭、白鹤滩水电站、义马煤矿、二道沟金矿等工程建设或开采中均因频繁遭遇高应力灾害问题而蒙受大量经济损失，深部高应力下地下工程破坏与灾害问题无法回避。大量工程实践表明，岩石工程的失稳通常是在外力作用下内部裂隙闭合、起裂、扩展以及贯通并最终导致破坏的结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩石破裂演化和破坏特征试验方法，能够提升探索岩石破坏特征及破坏机制的协同性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种岩石破裂演化和破坏特征试验方法，所述方法包括：对从工程现场采集的岩芯加工成板状试样，试样成型后在试样的表面先后喷涂白漆和黑漆，形成人工随机散斑场；采用CT扫描机对板状试样进行扫描，得到内部缺陷特征；采用岩石压力机对板状试样进行力学试验，并在进行力学试验的过程中，采用声发射设备、高速相机及数字散斑设备，分别获得声发射演化特征、变形破坏特征及裂纹扩展特征；板状试样被破坏后，利用电子显微镜扫描板状试样的破裂面端口处，获得岩石断口细观形貌特征样本。

进一步地，板状试样的高宽比为2:1。

进一步地，板状试样的高宽厚分别为50mm、25mm及10mm。

进一步地，CT扫描机对板状试样进行扫描时，沿板状试样的高度方向自上而下每隔1mm扫描一层。

进一步地，岩石压力机的位移加载速率为0.001～0.002mm/s。

进一步地，岩石压力机的位移加载速率为0.001mm/s。

进一步地，声发射设备的振幅门槛值为40dB，且声发射设备的传感器尺寸与板状试样的尺寸相匹配。

进一步地，在板状试样被破坏前，高速相机的拍摄帧率为50张/s，在临近破坏时高速相机的拍摄帧率为1500张/s。

进一步地，在采用岩石压力机对板状试样进行力学试验，并在进行力学试验的过程中，采用声发射设备、高速相机及数字散斑设备，分别获得声发射演化特征、变形破坏特征及裂纹扩展特征的步骤之前，所述方法还包括：

采用偏光显微镜对岩石薄片进行观察，得到矿物结构构造特征、矿物颗粒大小及矿物成分。

进一步地，岩石薄片的高宽厚分别为30mm、20mm及0.3mm。