[发明专利]侧压作用下基于能量演化的岩石拉伸破裂识别方法及应用

权利要求书

1.一种侧压作用下基于能量演化的岩石拉伸破裂识别方法，其特征在于，该方法的具体步骤是：

步骤S1、进行岩石试样在不同侧压下的拉伸试验，获取岩石在不同侧压下的拉伸应力-应变曲线；

1-1制备岩石试样，岩石试样的两端分别粘结带螺纹孔的金属端头；

1-2将岩石试样竖直安装在拉伸-压缩转换装置上，将岩石试样两端的金属端头与拉伸-压缩转换装置上、下部的连接端固连；然后将安装有岩石试样的拉伸-压缩转换装置整体密封在三轴压缩试验机的侧压腔中，三轴压缩试验机的两个加载头分别与拉伸-压缩转换装置的加载端固连，向侧压腔内充入硅油；

1-3对岩石试样施加侧压，待侧压值稳定后对岩石试样逐渐施加轴向压力；当岩石试样发生断裂，三轴压缩试验机停止加载；

步骤S2、根据岩石在不同侧压下的拉伸应力-应变曲线，计算岩石在不同侧压下的拉伸总能量，获得多组侧压与拉伸总能量数据；

步骤S3、根据多组侧压与拉伸总能量数据推导出岩石拉伸破裂准则，通过公式(7)的岩石拉伸破裂准则得到拉伸总能量的计算值；

其中，m、n为常数；U是岩石的拉伸总能量；σ_r是岩石受到的侧压；e是自然对数的底数；

当拉伸总能量的测量值小于计算值，则岩石未发生破裂；当拉伸总能量的测量值大于计算值，则岩石发生破裂。

2.根据权利要求1所述的侧压作用下基于能量演化的岩石拉伸破裂识别方法，其特征在于，岩石试样采用花岗岩制成，岩石试样为高100mm，直径为50mm的圆柱体。

3.一种侧压作用下基于能量演化的岩石拉伸破裂识别方法的应用，其特征在于，需要预先进行岩石试样的拉伸试验，获得多组侧压与拉伸总能量满足公式(7)关系时的对应两个参数m、n的取值；在实际工程中，实时测量岩石的拉伸总能量，得到测量值；同时通过测量得到岩石受到的侧压；将岩石的侧压和对应的m、n取值代入公式(7)中，得到岩石拉伸总能量的计算值；

当拉伸总能量的测量值小于计算值，则判定岩石未发生破裂，可以继续开挖；当拉伸总能量的测量值大于计算值，则判定岩石发生破裂。