[发明专利]一种确定岩石应变局部化启动应力水平的方法

权利要求书

1.一种确定岩石应变局部化启动应力水平的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.对所需测试的工程岩体进行试样的制取，加工成标准试样；

b.采用黑白哑光喷漆在标准试样表面喷涂散斑，晾干后待用；

c.将标准试样至于透明的三轴压力室内，用压力试验机压头施加一定的预应力；

d.设置图像采集系统的图像采集频率，调整相机角度和位置；

e.按照预定的围压加载速率对标准试样施加围压，然后按照预定的应变加载速率进行加载直至标准试样破坏，同时，图像采集系统进行图像的同步采集，直至标准试样破坏；

f.通过虚拟应变片技术对采集的图像进行分析，绘制岩石应变局部化带内外对应的应力-应变曲线，并绘制对应的应力-应变曲线的应变差值演化曲线，应变差值演化曲线出现明显拐点时对应的应力水平即为岩石应变局部化启动应力水平。

2.如权利要求1所述的一种确定岩石应变局部化启动应力水平的方法，其特征在于，步骤f中，所述通过虚拟应变片技术对采集的图像进行分析的具体分析方法如下：

f1.获得步骤e中标准试样破坏全过程对应的应力-应变数据；

f2.获得步骤e中标准试样破坏全过程对应的图像；

f3.图像采集系统计算标准试样破坏全过程中标准试样表面应变场变化云图；

f4.采用虚拟应变片技术在云图上变形局部化带内、外布置多条虚拟应变片，并将虚拟应变片命名为E1、E2……En，n为正整数；

f5.基于各虚拟应变片获得的应变数据和压力试验机获得的应力数据，绘制对应的n条应力-应变曲线，获取标准试样破坏时的峰值应力；

f6.对n条应力-应变曲线进行差值计算，得到变形局部化带内外的应变差值演化曲线；

f7.应变差值演化曲线上的明显突变点为A点，则A点对应的应力与标准试样破坏过程中的峰值应力的百分比值为岩石应变局部化启动应力水平。

3.如权利要求2所述的一种确定岩石应变局部化启动应力水平的方法，其特征在于，

步骤f4中，所述虚拟应变片包括平行于标准试样轴线设置的轴向虚拟应变片和垂直于标准试样轴线设置径向虚拟应变片；

步骤f6中，对轴向虚拟应变片对应的应力-轴向应变曲线进行差值计算得到轴向应变差值演化曲线，对径向虚拟应变片对应的应力-径向应变曲线进行差值计算得到径向应变差值演化曲线。

4.如权利要求1所述的一种确定岩石应变局部化启动应力水平的方法，其特征在于，所述图像采集系统为3D-DIC系统。

5.如权利要求1-4之一所述的一种确定岩石应变局部化启动应力水平的方法，其特征在于，步骤c中，所述预应力为100N。

6.如权利要求5所述的一种确定岩石应变局部化启动应力水平的方法，其特征在于，步骤d中，图像采集频率为1f/s。

7.如权利要求6所述的一种确定岩石应变局部化启动应力水平的方法，其特征在于，步骤e中，围压加载速率为0.5～1MPa/s，应变加载速率为10^-6～10^-4/s。

8.如权利要求1或2或3或4或6或7所述的一种确定岩石应变局部化启动应力水平的方法，其特征在于，所述标准试样为直径25mm、高50mm的圆柱体试样。