[发明专利]一种岩石微米尺度弹性模量及屈服强度获取方法

权利要求书

1.一种微尺度岩石弹性模量及屈服强度参数的获取方法，其特征在于，该方法包括：

利用制备的岩样切片开展压痕实验，获取压头压入样品过程中的载荷—位移曲线，利用压痕实验公式得出不同压入深度条件下的岩石微米级弹性模量；对切片后剩余岩样开展单轴压缩试验，获得宏观尺度下岩石弹性模量数据；

开展微观CT扫描，获得岩石微观结构图像；基于数字岩心重建技术，建立岩石骨架的有限元网格模型；

开展单轴压缩数值模拟，并将模型整体求得的弹性模量与单轴压缩实验结果进行对比验证，以确定可表征该岩样微米级弹性模量的压入深度；

基于数字岩心重建技术，建立岩石骨架及压头的有限元网格模型；开展压痕实验过程的数值模拟，通过模拟不同屈服强度条件下的加卸载过程载荷—位移曲线并与实验结果进行比对，从而确定该岩样微米尺度的屈服强度。

2.根据权利要求1所述的一种微尺度岩石弹性模量及屈服强度参数的获取方法，其特征在于，所述岩样切片厚度为5mm，样品表面进行抛光处理，确保切片上下两个底面平行、光滑。

3.根据权利要求1所述的一种微尺度岩石弹性模量及屈服强度参数的获取方法，其特征在于，对压痕实验中的岩样压痕部位钻取小岩心样品并利用微观CT对小岩样开展扫描成像。

4.根据权利要求1所述的一种微尺度岩石弹性模量及屈服强度参数的获取方法，其特征在于，采用ANSYS软件模拟岩石单轴压缩过程，以岩样微米压痕实验得到的弹性模量作为输入参数，模型沿z轴方向的上表面施加均布压力荷载，下表面施加固定约束条件；通过监测不同均布载荷条件下上表面的应变量，确定模型的弹性模量。

5.根据权利要求1所述的一种微尺度岩石弹性模量及屈服强度参数的获取方法，其特征在于，压痕实验数值模拟过程中，假设岩石为理想Von-Mises各向同性强化弹塑性材料，压头和测试样品为刚—柔接触方式，遵循基本库仑—摩擦接触模型，计算过程考虑几何大变形。