[发明专利]一种基于能量耗散的盐岩疲劳寿命预测方法

权利要求书

1.一种基于能量耗散的盐岩疲劳寿命预测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、基于不同加载条件下的盐岩疲劳试验，确认试验加载速率、加载频率、应力幅值，进而计算每个周期的稳定能量耗散；

步骤2、根据步骤1得到的每个周期的稳定能量耗散，建立每个周期的稳定能量耗散与盐岩的疲劳寿命关系；

步骤3、计算盐岩的疲劳寿命。

2.根据权利要求1所述的一种基于能量耗散的盐岩疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述步骤1每个周期的稳定能量耗散具体计算如下：

w_d＝c(μν)^aexp[b(A-σ₃)] (1)

其中，w_d表示每个周期的稳定能量耗散，μ表示以kN/s为单位的加载速率，v是以Hz为单位的加载频率，A是以MPa为单位的应力振幅，a、b、c均为无量纲常数项，σ₃为疲劳试验时盐岩受到的围压。

3.根据权利要求2所述的一种基于能量耗散的盐岩疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述步骤2中岩石疲劳破坏时累积耗散能与盐岩的疲劳寿命关系用ξ表示，具体如下：

其中，N_f是疲劳寿命，W_f表示岩石疲劳破坏时累积耗散能，即盐岩试样发生疲劳断裂时的累积耗散能量，ξ为常数，表示岩石疲劳破坏时累积耗散能与盐岩的疲劳寿命关系，w_d表示每个周期的稳定能量耗散。

4.根据权利要求3所述的一种基于能量耗散的盐岩疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述岩石疲劳破坏时累积耗散能W_f均匀分布在226和241kJ/m³之间。

5.根据权利要求3所述的一种基于能量耗散的盐岩疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述步骤3中盐岩的疲劳寿命N_f计算公式具体如下：

其中，μ表示以kN/s为单位的加载速率，v是以Hz为单位的加载频率，A是以MPa为单位的应力振幅，σ₃为疲劳试验时盐岩受到的围压，W_f表示岩石疲劳破坏时累积耗散能，即盐岩试样发生疲劳断裂时的累积耗散能量，由公式(3)得：

当μ·ν＝0.5且A-σ₃＝15时，盐岩的疲劳寿命N_f为277～299；

当μ·ν＝1且A-σ₃＝15时，盐岩的疲劳寿命N_f为132～138；

当μ·ν＝2且A-σ₃＝15时，盐岩的疲劳寿命N_f为55～68；

当μ·ν＝0.5且A-σ₃＝15时，盐岩的疲劳寿命N_f为125～133；

当μ·ν＝0.5且A-σ₃＝30时，盐岩的疲劳寿命N_f为57～64；

当μ·ν＝0.5且A-σ₃＝45时，盐岩的疲劳寿命N_f为42～53；

当μ·ν＝0.5且A-σ₃＝60时，盐岩的疲劳寿命N_f为17～25。

6.根据权利要求5所述的一种基于能量耗散的盐岩疲劳寿命预测方法，其特征在于，所述a＝1.0012，b＝0.047和c＝0.576。