[发明专利]确定岩石单轴压缩试验中加卸载响应比起变点的方法

权利要求书

1.确定岩石单轴压缩试验中加卸载响应比起变点的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤S1、现场取样，将取得的岩块加工成圆柱形岩石试样；

步骤S2、进行单轴压缩试验，加载一圆柱形岩石试样直至破坏，得到其应力应变曲线；

步骤S3、以圆柱形岩石试样的轴向应力的峰值作为其单轴抗压强度σ_c；

步骤S4、以与步骤S2相同的加载速率对相同规格的另一圆柱形岩石试样进行单轴压缩分级加卸载试验直至试样破坏，获得该岩石试样的分级加卸载应力应变曲线；

步骤S5、依据分级加卸载应力应变曲线确定岩石试样的各级加卸载峰值点，利用最小二乘拟合法拟合出其每级加卸载试验的加载段和卸载段数据点的斜率；

步骤S6、将每级加卸载试验的卸载段数据点的斜率与其加载段数据点的斜率的比值作为各级加卸载响应比，绘制加卸载响应比随轴向应变的变化曲线；

步骤S7、依据各级加卸载响应比随轴向应变的变化曲线，确定岩石试样的加卸载响应比逐级上升的起始点，该加卸载响应比逐级上升的起始点即为加卸载响应比起变点，其特征在于，所述步骤S7具体是：

步骤S71、计算加卸载响应比随轴向应变的变化曲线中相邻两级加卸载响应比值的差值，计算公式如下：

ΔLURR_i→i-1＝LURR_i-LURR_i-1,i≥2；

其中，ΔLURR_i→i-1表示第i级加卸载响应比值与第i-1级加卸载响应比值的差值，LURR_i为第i级加卸载响应比值，LURR_i-1为第i-1级加卸载响应比值；

步骤S72、依据岩石试样单轴抗压强度σ_c的60％峰值强度之后对应的ΔLURR_i→i-1确定加卸载响应比起变点，若在岩石试样60％峰值强度之后对应的ΔLURR_i→i-1中，有连续三个ΔLURR_i→i-1值为正，即表明岩石加卸载响应比值出现逐级上升现象，则确定这三个连续的ΔLURR_i→i-1值中的第一个ΔLURR_i→i-1对应的第i-1级的加卸载响应比-轴向应变点为起变点。

2.根据权利要求1所述的确定岩石单轴压缩试验中加卸载响应比起变点的方法，其特征在于，所述步骤S4的单轴压缩分级加卸载试验，首先加载至单轴抗压强度σ_c的4％，然后卸载到0，作为第1级载荷；然后加载至单轴抗压强度σ_c的8％，卸载至单轴抗压强度σ_c的4％，作为第2级载荷；每级加载强度较前一级增加单轴抗压强度σ_c的4％，每级卸载强度为前一级的加载强度，逐级加卸载直至岩石试样破坏。

3.根据权利要求1或2所述的确定岩石单轴压缩试验中加卸载响应比起变点的方法，其特征在于，所述步骤S5是以各级加卸载峰值点为上限，在每级加卸载峰值点前的加载段和其后的卸载段分别取1MPa长度的数据点，然后利用最小二乘拟合法来拟合出各级加卸载试验的加载段数据点的斜率、卸载段数据点的斜率。

4.根据权利要求3所述的确定岩石单轴压缩试验中加卸载响应比起变点的方法，其特征在于，所述步骤S6绘制加卸载响应比随轴向应变的变化曲线，是在每个分级加卸载应力应变曲线的基础上，将其每级峰值点的纵坐标替换为该级的加卸载响应比值，得到各级加卸载响应比-轴向应变点，然后将所有加卸载响应比-轴向应变点依次连接即可形成圆柱形岩石试样的加卸载响应比随轴向应变的变化曲线。

5.根据权利要求1或2所述的确定岩石单轴压缩试验中加卸载响应比起变点的方法，其特征在于，所述步骤S2中的单轴压缩试验和步骤S4中的单轴压缩分级加卸载试验均在电液伺服材料试验机上进行，且加载速率均为12KN/min。