[发明专利]一种岩石损伤的评估方法、装置及计算机可读存储介质

说明书

本发明公开了一种岩石损伤的评估方法、装置及计算机可读存储介质，本发明通过定义岩石的损伤比，从而利用岩石统计本构模型计算出岩石的临界损伤比，以通过临界损伤比得出岩石的损伤指数，从而将损伤指数作为岩石损伤程度的评估指标，即本发明通过将损伤比与岩石统计本构模型相结合，实现了基于损伤比的岩石损伤评估，不仅精度高，还提高了可靠性。

技术领域

本发明属于岩石损伤评估技术领域，具体涉及一种岩石损伤的评估方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

岩石材料的损伤研究一直是岩土工程界十分重视的问题，目前对岩石的分析和测试一般是：假设岩石为均质各项同性材料，并通过抗剪强度、弹性模量和变形模量等宏观力学参数来评价岩石的损伤程度，而实际上岩石内部存在许多裂隙和裂纹等细微复杂的缺陷，这些细微缺陷对岩石上述参数影响较大，从而会造成岩石的损伤分析精度强度不高，可靠性较差。

而利用损伤力学理论来研究岩石强度和变形的关系能够较为准确的反映出细微裂隙等缺陷对岩石的力学特性的影响；因此，诸多学者从材料的细观结构出发，通过具有真实物理背景的损伤变量定义，从而建立相应的岩石统计损伤本构模型；但由于损伤变量作为岩石统计损伤本构模型中的一个参数，其无法评价岩石的损伤程度，因此，如何实现岩石损伤的精确评估成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种岩石损伤的评价方法、装置及计算机可读存储介质，以解决现有基于损伤变量无法评估岩石损伤程度的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种岩石损伤的评估方法，包括：

获取待评估岩石进行力学实验后的实验数据，其中，所述力学实验包括单轴压缩实验以及三轴压缩实验；

利用所述实验数据，得出待评估岩石对应岩石统计损伤本构模型中的分布参数，以及所述待评估岩石在力学实验中的不同围压条件下的微元体强度；

利用所述岩石统计损伤本构模型、所述分布参数以及不同围压条件下的微元体强度，得出所述待评估岩石在不同围压条件下的临界损伤比，其中，所述临界损伤比为施加在所述待评估岩石上的应力达到峰值时对应的损伤比，且所述损伤比为所述待评估岩石中损伤面积与无损伤面积的比值；

利用所述待评估岩石在不同围压条件下的临界损伤比，得到所述待评估岩石的损伤指数，以便根据所述损伤指数与损伤指示界限值的大小关系，得出所述待评估岩石的损伤评估结果。

基于上述公开的内容，本发明通过对岩石的力学实验，确定出了岩石统计本构模型中的分布参数以及待评估岩石在不同围压条件下的微元体强度；其次，本发明还基于岩石损伤面积以及无损面积定义了待评估岩石的损伤比，从而通过损伤比延伸出待评价岩石的临界损伤比，并利用岩石统计本构模型、分布参数以及微元体强度计算求出；最后，本发明通过不同围压条件下的临界损伤比得出待评估岩石的损伤指数，并将其与损伤指示界限值进行比较，从而即可根据比较结果得出待评估岩石的损伤评估结果。

通过上述设计，本发明通过定义岩石的损伤比，从而利用岩石统计本构模型计算出岩石的临界损伤比，以通过临界损伤比得出岩石的损伤指数，从而将损伤指数作为岩石损伤程度的评估指标，即本发明通过将损伤比与岩石统计本构模型相结合，用损伤变量间接表达临界损伤比，从而实现了基于损伤比的岩石损伤评估，不仅精度高，还提高了可靠性。

在一个可能的设计中，所述实验数据包括待评估岩石的弹性模量，其中，利用所述实验数据，得出所述待评估岩石在力学实验中的不同围压条件下的微元体强度，包括：

根据以下公式，计算得出所述待评估岩石在不同围压条件下的微元体强度；