[发明专利]一种在岩石蠕变试验中确定长期强度的方法

摘要

本发明提供一种在岩石蠕变试验中确定长期强度的方法，涉及岩石力学技术领域。该方法包括：为现场岩样取芯；加工岩芯形成试件；为试件安装并调整轴径向位移传感器；对试件施加轴径向荷载直至试件破坏；采集试验数据并换算输出；绘制试件轴径向蠕变曲线；计算各时刻蠕变泊松比；确定岩石长期强度。本发明提供的一种在岩石蠕变试验中确定长期强度的方法，是以岩石实际延性扩容变形为依据，综合考虑岩石蠕变过程中轴径向变形对岩石性能影响，将蠕变时间分段，绘制蠕变泊松比‑时间曲线，根据曲线拐点数据对应的应力确定岩石长期强度，使所求长期强度更好地反映岩石时效性，去除了主观判断，简单可靠，准确度较高，易于推广应用于实际岩石工程。

主权项

1.一种在岩石蠕变试验中确定长期强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：将现场简单切割后的岩样用切割机进行修整，使其可以安放在取芯机上；/n步骤2：用取芯机采用水钻法对岩样取芯，使其芯的形状为圆柱体，直径为50mm，高度为100mm，使用切割机切割圆柱的两个端面并进行打磨，制成最终试件待用；其中，在试件的轴向长度方向上，直径误差不超出直径阈值，试件两端面的不平行度最大不超过平行度阈值，使试件两端面垂直于试件轴线，且最大偏差不超过偏差阈值；/n步骤3：将试件固定在试验台后放到最终进行试验的三轴压力室里，为试件安装轴径向位移传感器，并将轴径向应变值调整至试验规程要求范围内；/n步骤4：设定位移上限值，采用位移控制方式对试件施加轴径向荷载，直至试件破坏；/n步骤5：由试验机自动采集试验数据，换算成对应的应变与应力，输出到数据采集系统；/n步骤6：绘制试件轴径向蠕变全过程曲线，具体步骤如下：/n步骤6.1：利用基于肖维勒准则剔除线性拟合中实验数据异常值的方法，通过Origin软件对三轴蠕变试验数据在保证有效性的基础上进行异常值剔除；/n步骤6.2：对上一级荷载作用下的蠕变曲线进行非线性数据拟合，根据拟合方程求出上一级荷载结束时刻至当前级荷载结束时刻之间各时刻的变形量相对于上一级荷载结束时刻的变形量的增加值；/n步骤6.3：用当前级荷载作用下试验变形量减去当前级荷载结束时刻的变形量的增加值，从而得到修正之后的当前级蠕变试验曲线；/n步骤6.4：对后续各级荷载蠕变曲线逐一进行步骤6.2至步骤6.3，最终得到修正之后的各级荷载蠕变试验曲线；/n步骤7：根据试验测得的轴径向蠕变变形量，经过计算各时刻的蠕变时，试件在压缩或者拉伸时横向应变值和轴向应变值的比值，即蠕变泊松比，得到试件蠕变泊松比随时间变化值；/n步骤8：将蠕变时间分段，选取各个时刻下蠕变泊松比，绘制分级加载条件下蠕变泊松比随时间变化关系图，确定蠕变泊松比随时间变化曲线拐点开始发散点的所对应应力值，即为岩石长期强度。/n