[发明专利]三维应力状态下岩石间接拉伸强度测试方法

说明书

本发明公开了一种三维应力状态下岩石间接拉伸强度测试方法。该测试方法包括：提供试样以及测试装置；将试样放置在第一加载板和第二加载板之间；调整围压腔室内的液压油对试样产生的水平应力，以及轴向加载机构对试样施加的轴向应力，直至水平应力和轴向应力平衡；调整围压腔室的内部温度和目标温度一致，并使试样表面以及其内部温度均匀；通过轴向加载机构对第一加载板继续加载轴向压力，待轴向压力有明显跌落，试样破坏，立即停止加载，试验结束，获取轴向加载机构的最大轴向压力；根据公式计算得到岩石试样在三维应力状态下的间接拉伸强度。本发明可获取试样的变形破坏过程，使测试结果更加准确，对实际岩石工程设计具有重要意义。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，尤其涉及一种三维应力状态下岩石间接拉伸强度测试方法。

背景技术

岩石材料的间接拉伸强度是油气开采、水利水电等工程中的重要参数，相较于抗压强度，岩石材料的间接拉伸强度较低且极易在张拉作用下发生破坏。岩石材料的间接拉伸强度一般通过巴西劈裂试验进行测试，该方法测试步骤简单、应用广泛，测试结果对于实际工程具有一定的参考性，传统的巴西劈裂试验是在二维应力状态下进行的。

然而，随着煤炭、油气资源储层逐渐向深部发展，处于深部地层的岩石均受到三维地层应力作用，三维应力状态下的间接拉伸强度对于实际的岩石工程设计更具有重要意义，而现有技术中缺少在三维应力状态下测试岩石间接拉伸强度的方法。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种三维应力状态下岩石间接拉伸强度测试方法，以获取三维应力状态下的间接拉伸强度值。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种三维应力状态下岩石间接拉伸强度测试方法，所述测试方法包括：

提供试样以及测试装置，其中，所述测试装置包括围压腔室、轴向加载机构、第一加载板以及第二加载板，所述围压腔室内可填充有液压油，所述轴向加载机构安装在所述围压腔室的顶部，所述轴向加载机构的伸缩端可操作性地在所述围压腔室内伸缩，所述第一加载板设置在所述轴向加载机构的伸缩端的正下方，所述第二加载板固定设置在所述围压腔室的底部上侧，所述第二加载板和所述第一加载板相对设置，所述第一加载板和所述第二加载板相对的一侧设置有凹槽；

将所述试样放置在所述第一加载板和所述第二加载板之间；

调整围压腔室内的液压油对所述试样产生的水平应力，以及所述轴向加载机构对所述试样施加的轴向应力，直至所述水平应力和所述轴向应力平衡；

调整围压腔室的内部温度和目标温度一致，并使所述试样表面以及其内部温度均匀；

通过所述轴向加载机构对所述第一加载板继续加载轴向压力，所述第一加载板将轴向压力以荷载的形式传递到所述试样上，并在所述试样内部转化为所述试样的间接拉伸应力；

待所述轴向压力有明显跌落，所述试样破坏，立即停止加载，试验结束，获取所述轴向加载机构的最大轴向压力；

根据公式计算得到岩石试样在三维应力状态下的间接拉伸强度，所述公式为：式中，σt为间接拉伸强度，Pmax为获取所述轴向加载机构的最大轴向压力，D为试样直径，t为试样高度。

进一步地，所述围压腔室包括围压筒、底座以及轴压筒，其中，所述围压筒安装在所述底座的顶部上，所述轴压筒安装在所述围压筒的顶部上，所述围压筒、所述底座以及所述轴压筒围成所述围压腔室，所述底座上设置有围压加载管路，所述围压加载管路的外端开设在所述底座的外周面上，所述围压加载管路的内端和所述围压腔室相通，所述轴压筒上设置有排气管路，所述排气管路的外端设置在所述轴压筒的外周面上，所述排气管路的内端和所述围压腔室相通。