[发明专利]一种利用高密度电阻率标定岩石蠕变损伤及破裂面的方法

说明书

本发明提供一种利用高密度电阻率标定岩石蠕变损伤及破裂面的方法，包括如下步骤：S1：钻孔；S2：安装电极线；S3：真空饱水处理；S4：表面封水处理；S5：安装应变片；S6：将电极线与高密度电阻率仪连接；S7：放置在压力机上；S8：测量未受荷载时电阻率初始数据；S9：启动压力机；S10：实时存储数据，直至所述岩石试件被压坏；S11：数据处理；S12：根据得到的电阻率‑时间曲线、电阻率‑应变曲线、应力‑应变曲线、时间‑应变曲线和岩石视电阻率剖面图综合标定岩石蠕变损伤及潜在破裂面发展情况。本发明采用高密度电阻率仪对岩石试件进行测量，克服了二极法、四极法实验数据存在较大误差、测点少、直观性差等缺点。

技术领域

本发明属于岩石力学工程领域，涉及一种蠕变岩石高密度电阻率实时测量方法，具体地说是一种利用高密度电阻率标定岩石蠕变损伤及破裂面的方法。

背景技术

突水是隧道工程建设中常见的一种地质灾害，一般可将隧道突水分为“瞬时型突水”与“滞后型突水”，瞬时型突水是指在开挖卸荷过程中或者在开挖后极短时间内立即发生的突水现象，滞后型突水是指在岩体开挖后经一段时间蠕变才发生的突水现象，时间跨度可从数小时甚至数月不等，破坏的发生存在时间上的延迟效应。

电阻率是岩石的一个基本物理量，它与岩石的孔隙率、密度、含水率及其裂隙发展状况等密切相关。当岩石受荷时，内部结构演变和微裂纹萌生、扩展、贯通使岩石内部的水充满空隙从而导致导电路径发生改变，高密度电阻率仪采集到的电阻率数据发生变化。

因此利用高密度电阻率法标定岩石蠕变损伤及潜在破裂面的方法对于预测、预警、防治隧道发生突水灾害是十分有意义的。

目前在岩石力学工程领域对于岩石发生蠕变破坏整个过程的实时电阻率测量的研究较少。

现有的电阻率测量方法主要有二极法和四极法，而利用高密度电阻率仪测量岩石电阻率的研究几乎没有。二极法是将电极对称布置在岩石试件的两端面上，直接测量电阻率，但是由于接触电阻的存在，使试验数据存在较大的误差。四极法含有A、B、M、N四个电极，其中A，B是供电电极，M，N是测量电极，四极法虽在二极法基础上有了很大改进，但由于其测点较少，并不能真实反应岩石发生蠕变破坏内部不同位置的电阻率变化。

目前对岩石电阻率的研究多数还处于研究单侧面单方向的电阻率变化，因为岩石是各向异性体，受荷过程中内部裂隙扩展方位难以确定，不同测面的测线测量得到的视电阻率剖面图有很大不同，因此仅靠单侧面单方向测量得到的岩石视电阻率剖面图无法准确标定岩石蠕变损伤及潜在破裂面的位置。

在对岩石视电阻率各向异性特征的研究中，多数每条测线只布置了4个或8个电极，只研究了一个或两个深度层的电阻率各向异性，缺少对更大深度的电阻率各向异性研究从而难以获取岩石蠕变过程中潜在破裂面信息。

对电极的布置大多还是用导电胶直接粘贴在岩样表面，此方法的缺点是受人为操作影响较大，容易脱落，导线与岩石无法充分接触。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种利用高密度电阻率标定岩石蠕变损伤及破裂面的方法。

本发明采用的技术手段如下：

一种利用高密度电阻率标定岩石蠕变损伤及破裂面的方法，包括如下步骤：

S1：用电钻在呈长方体的岩石试件的其中三个侧表面的上分别钻多排钻孔；

S2：在每个钻孔内安装电极线，电极线的一端与钻孔连接；

S3：对具有电极线的岩石试件进行真空条件下24h饱水处理；

S4：对经过步骤S3得到的岩石试件进行表面封水处理；

S5：对经过步骤S4得到的岩石试件的不具有钻孔的侧表面进行表面清理，并在此侧表面的中央安装应变片，且应变片与静态应变测量仪连接；