[发明专利]一种基于网络并行电法的受载岩样损伤自电位成像方法

权利要求书

1.一种基于网络并行电法的受载岩样损伤自电位成像方法，其特征在于，具体步骤为：

A、从所需进行深部开采的煤层中选择煤岩体，并将煤岩体制作圆柱形岩样，作为受载岩样；

B、在受载岩样的圆周面上均匀布置M条测线，各条测线均与受载岩样的轴线平行；分别依次编号为L₁，L₂，……L_i，i＝1～M；每条测线长度均为L，且每条测线上均等间距布置N个测量电极，分别对每条测线上的电极进行编号，则测线L_i上的测量电极依次为El_i1，El_i2，……，El_ij，j＝1～N；将M条测线所在圆周面沿受载岩样的周向展开为矩形，其中设定测线El₁₁的坐标为

C、在受载试样进行轴向压缩时，岩样受载过程中水平方向自电位变化幅值明显优于轴向自电位变化幅值，因此，选取水平方向为自电位梯度变化方向；采用网络并行电法仪分别在岩样受载前的T₀时刻和受载过程中的T_p时刻进行所有电极自电位数据的同步采集，设岩样的半径为r：进而计算获得T₀时刻岩样受载前各个测线之间的背景自电位梯度及其空间位置，并计算获得T_p时刻岩样受载过程中各个测线之间的自电位梯度及其空间位置；接着根据获得的数据计算T₀时刻和T_p时刻对应位置的岩样自电位梯度差值及其空间位置；

D、将步骤C得出的所有空间位置的自电位梯度差数据，采用插值法处理得到表面自电位梯度云图，最后根据云图中自电位梯度大小进行岩样损伤区域判定，若区域内自电位梯度差则判定岩样损伤程度为Ⅰ级；若区域内自电位梯度差判定岩样损伤程度为Ⅱ级，从而实现对岩样损伤区域的等级划分。

2.根据权利要求1所述的基于网络并行电法的受载岩样损伤自电位成像方法，其特征在于，所述步骤C具体为：

T₀时刻，岩样受载前各个测线之间的背景自电位梯度及其空间位置计算如下：

(1)相邻两条测线L_i与L_i+1上并处于同一水平线的两电极之间的自电位梯度的计算公式为：

其中，i＝1～M-1，j＝1～N；

自电位梯度的空间位置坐标为

(2)测线L_i与L_i+2上并处于同一水平线的两电极之间的自电位梯度的计算公式为：

其中，i＝1～M＝2，j＝1～N；

自电位梯度的空间位置坐标为

(3)测线L_M与L₁上并处于同一水平线的两电极之间的自电位梯度(其中j＝1～N)的计算公式为：

其中，j＝1～N；

自电位梯度的空间位置坐标为

T_p时刻，岩样受载过程中各个测线之间的自电位梯度及其空间位置的计算方法如下：

(1)测线L_i与L_i+1上并处于同一水平线的两电极之间的自电位梯度的计算公式为：

其中，i＝1～M-1，j＝1～N；

自电位梯度的空间位置坐标为

(2)测线L_i与L_i+2上并处于同一水平线的两电极之间的自电位梯度的计算公式为：

其中，i＝1～M-2，j＝1～N；

自电位梯度的空间位置坐标为

(3)测线L_M与L₁上并处于同一水平线的两电极之间的自电位梯度的计算公式为：

其中，j＝1～N；

自电位梯度的空间位置坐标为

计算T₀时刻和T_p时刻对应位置的岩样自电位梯度差值及其空间位置，具体为：

(1)测线L_i与L_i+1L₁上并处于同一水平线的两电极之间的自电位梯度差值的计算公式为：

其中，i＝1～M-1，j＝1～N；

自电位梯度差值的空间位置为

(2)测线L_i与L_i+2上并处于同一水平线的两电极之间的自电位梯度差值的计算公式为：

其中，i＝1～M-2，j＝1～N；

自电位梯度差值的空间位置为

(3)测线L_M与L₁上并处于同一水平线的两电极之间的自电位梯度差值的计算公式为：

其中，j＝1～N；

自电位梯度差值的空间位置为

3.根据权利要求1所述的基于网络并行电法的受载岩样损伤自电位成像方法，其特征在于，所述测线的数量为2≤M≤9。