[发明专利]一种横观各向同性岩样抗压剪强度参数的快速测定方法

权利要求书

1.一种横观各向同性岩样抗压剪强度参数的快速测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将需要测试的目标岩样沿取样角为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°制备成标准岩样，并按照取样角度分组编号备用；

S2、对步骤S1中制备的岩样，根据不同的取样角开展不同围压下的压缩测试，测定岩样的抗压剪强度；

S3、建立网格搜索法，计算每个网格点处的绝对平均误差，分别确定岩样基质和弱面的最优抗压剪强度参数；

S4、选取取样角为0°、15°、30°、90°中的任意一组或多组岩样测得的抗压剪强度，利用步骤S3中所述的网格搜索法，确定最佳基质内聚力和最佳基质内摩擦角；

步骤S4包括以下步骤：

S41、假设岩样基质内聚力C₀和基质内摩擦角的取值范围；所述岩样基质内聚力C₀和基质内摩擦角的取值范围分别为C₀∈[0,100]，

S42、将步骤S41中的取值范围分别以0.1的间隔网格化，形成个基质内聚力和基质内摩擦角的网格点；

S43、以每个网格点处的基质内聚力和基质内摩擦角，计算每个实验测试所对应的基质预测抗压剪强度(σ_pre)_i和每个网格点处的绝对平均误差；

所述基质预测抗压剪强度(σ_pre)_i的计算方程为：

式中，(σ_pre)_i为预测抗压剪强度，MPa；σ_3exp为测试所对应的围压，MPa；C₀为岩样基质内聚力，MPa；为基质内摩擦角，°；

S44、以岩样基质内聚力C₀、基质内摩擦角和绝对平均误差绘制等值线图，绝对平均误差最低的点所对应网格点的内聚力和内摩擦角，即为最佳基质内聚力C_0opt和最佳基质内摩擦角

S5、选取取样角为45°、60°、75°的任意一组或多组岩样测得的抗压剪强度，利用步骤S3所述网格搜索法，确定最佳弱面内聚力和最佳弱面内摩擦角；

步骤S5包括以下步骤：

S51、假设岩样弱面内聚力C_w和弱面内摩擦角的取值范围；所述岩样弱面内聚力C_w和弱面内摩擦角的取值范围分别为C_w∈[0,100]，

S52、将步骤S51中的取值范围分别以0.1的间隔网格化，形成个弱面内聚力和弱面内摩擦角的网格点；

S53、以每个网格点处的弱面内聚力和弱面内摩擦角，计算每个实验测试所对应的弱面预测抗压剪强度(σ_pre)_i和每个网格点处的绝对平均误差；步骤S53中，所述弱面预测抗压剪强度(σ_pre)_i的计算方程为：

式中，(σ_pre)_i为预测抗压剪强度，MPa；σ_3exp为测试所对应的围压，MPa；C_w为岩样弱面内聚力，MPa；为弱面内摩擦角，°；

S54、以岩样弱面内聚力C_w、弱面内摩擦角和绝对平均误差绘制等值线图，绝对平均误差最低的点所对应网格点的内聚力和内摩擦角，即为最佳弱面内聚力和弱面内摩擦角；

S6、根据弱面破坏的范围β₁和β₂，判断弱面和基质破坏类型，并计算需要得到的取样角β和围压σ_3exp下的岩样预测抗压剪强度值；

S7、对抗压剪强度参数确定结果进行综合评价，利用步骤S6计算得到的预测抗压剪强度与步骤S2中实测抗压剪强度，计算相对误差百分比绝对值。

2.根据权利要求1所述的一种横观各向同性岩样抗压剪强度参数的快速测定方法，其特征在于，步骤S1中，所述取样角为0°、60°；每组岩样的数量为2-10个。