[发明专利]基于单轴压缩滞后比指标的岩爆倾向性等级判别方法

说明书

本发明公开了一种基于单轴压缩滞后比指标的岩爆倾向性等级判别方法，首先将岩块加工成圆柱形试样，进行单轴压缩试验直至岩石试样破坏；绘制岩石试样轴向应力‑轴向应变曲线和轴向应力‑侧向应变曲线，求得岩石体积应变；绘制岩石试样的轴向应力‑体积应变曲线，依此确定体积应变的拐点并将拐点对应的轴向应力作为岩石试样的损伤强度，损伤强度对应的轴向应力‑轴向应变点为岩石单轴压缩起变点，岩石单轴压缩起变点与岩石试样达到峰值强度点的间隔时间为滞后时间T1，初始加载点至岩石试样达到峰值强度点的间隔时间为单轴压缩时间T2，依据T1和T2计算滞后比TR并判别岩石岩爆倾向性等级，防止岩爆造成开挖工作面破坏、设备损坏和人员伤亡。

本申请要求于2019年2月2日提交中国专利局、申请号为201910108066.5申请名称为“一种基于单轴压缩滞后比指标的岩爆倾向性等级判别方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明属于岩爆倾向性等级判别技术领域，特别是涉及一种基于单轴压缩滞后比指标的岩爆倾向性等级判别方法。

背景技术

岩爆是岩石工程中围岩体的突然破坏，并伴随着岩体中应变能的突然释放，是一种岩石破裂过程失稳现象。岩爆往往造成开挖工作面的严重破坏、设备损坏和人员伤亡，岩爆倾向性研究已成为岩石地下工程和岩石力学领域的重要课题。岩石的岩爆倾向性，指岩石本身具有的发生岩爆需要的各项特性，岩石作为岩爆灾害发生的承载体，其本身的弹脆性及储能特性是引发岩爆的主要内在因素。为此，如何判断岩石是否具有岩爆倾向性成为预防岩爆灾害研究中的关键问题之一。岩石岩爆倾向性，指岩石本身具有的发生岩爆需要的各项特性。岩石作为岩爆灾害发生的承载体，其本身的弹脆性及储能特性是引发岩爆的主要内在因素。为此，研究岩爆倾向性等级判别方法对于岩爆预防具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于单轴压缩滞后比指标的岩爆倾向性等级判别方法，对岩石试样的进行单轴压缩试验，确定滞后比T_R，以判别岩石的岩爆倾向性，以解决岩爆造成开挖工作面严重破坏、设备损坏和人员伤亡的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于单轴压缩滞后比指标的岩爆倾向性等级判别方法，具体步骤如下：

步骤S1、将取得的岩块加工制备成圆柱形试样；

步骤S2、进行单轴压缩试验，加载圆柱形试样直至岩石试样破坏；

步骤S3、绘制岩石试样的轴向应力-轴向应变曲线和轴向应力-侧向应变曲线；

步骤S4、对轴向应变与侧向应变求和得到岩石的体积应变，绘制岩石试样的轴向应力-体积应变曲线；

步骤S5、依据轴向应力-体积应变曲线确定轴向应力-体积应变的拐点；

步骤S6、将轴向应力-体积应变曲线的拐点对应的轴向应力作为岩石试样的损伤强度；

步骤S7、将岩石的损伤强度对应的轴向应力-轴向应变点定义为岩石单轴压缩起变点；

步骤S8、定义岩石单轴压缩起变点与岩石试样达到峰值强度点的间隔时间为滞后时间T₁，定义初始加载点至岩石试样达到峰值强度点的间隔时间为单轴压缩时间T₂；

步骤S9、依据滞后时间T₁和单轴压缩时间T₂计算单轴压缩试验中滞后比T_R；

步骤S10、依据滞后比T_R判别岩石岩爆倾向性等级。

进一步的，所述步骤S1中圆柱形试样直径为48～52mm、高度为直径长度的1.8～2.2倍。

进一步的，所述步骤S2单轴压缩试验在电液伺服材料试验机上进行，加载速率为12KN/min。