一种试验参数自适应的智能真三轴试验系统及试验方法技术方案

本发明专利技术提供一种试验参数自适应的智能真三轴试验系统及方法，该方法包括：根据岩样性质得到其对应的真三轴试验条件参数的合理范围；根据自适应模块得到的真三轴试验条件参数的合理范围设定真三轴试验条件参数并模拟真三轴试验输出，判定试验结果是否在当前真三轴试验设备的承载能力范围内，是则根据设定的真三轴试验条件参数对岩样进行真三轴试验；否则重新设定真三轴试验条件参数。该系统包括自适应模块、智能响应模块、试验模块。通过对试验岩样自适应获取合理的试验参数，指导试验人员设定真三轴试验参数，在试验前有效保证试验的安全和高效性。

An intelligent real three axis test system with experimental parameters adaptive and its test method

The invention provides an intelligent true triaxial test system and a method for adapting test parameters. The method comprises: obtaining the reasonable range of the corresponding true triaxial test condition parameters according to the rock sample properties; setting and simulating the true triaxial test condition parameters according to the reasonable range of the true triaxial test condition parameters obtained by the adaptive module True triaxial test output determines whether the test results are within the bearing capacity of the current true triaxial test equipment. True triaxial test is carried out on rock samples according to the set parameters of the true triaxial test conditions; otherwise, the true triaxial test conditions are reset. The system includes adaptive module, intelligent response module and test module. Reasonable test parameters are obtained by self-adapting test rock samples to guide the test personnel to set true triaxial test parameters, so as to effectively ensure the safety and efficiency of the test before the test.

【技术实现步骤摘要】
一种试验参数自适应的智能真三轴试验系统及试验方法
本专利技术涉及岩石室内加载试验
，具体是一种试验参数自适应的智能真三轴试验系统及试验方法。
技术介绍
不同性质岩样进行室内真三轴试验时，由于其内在属性不同，不同性质岩样所能承受的加载速率、卸荷速率、转变形速率及加载强度都有所不同，以往不同性质岩样的真三轴室内试验都需要进行前期一些测试试验才能确定岩样加载的合理参数。而且，现有的真三轴试验设备在运行时，通常采用人为的推算设定加载过程控制方式、加载速率及不同应力路径条件下岩石破坏的可能强度等影响试验成功与否的重要因素。而人为推算往往存在着一定的误差，这些人为误差容易导致试验不能正常运行甚至使试验仪器超出自身能力而出现故障。因而，试验人员对试验是否能正常运行的分析还存在着一定的困难。与此同时，真三轴试验进行过程中，现有的数据采集及数据分析不能同步进行，现有真三轴的加载控制方式及加载速率需要通过分析加载过程数据进行调控，通过加载过程人工的分析手段进行控制方式的改变往往存在一定的不确定性及不安全性，而且数据的后处理过程一般繁琐。而且试验加载过程，由于岩样内部损伤逐渐累积，岩石自身性质也在改变，人为设定的恒定加载速率并不能反映岩石真实的破坏过程，从而使岩石室内试验的破坏过程失真。随着大数据的快速发展，就像计算机和互联网一样，大数据很有可能是新一轮的技术革命。随之兴起的数据挖掘、机器学习和人工智能等相关技术，可能会改变数据世界里的很多算法和基础理论，实现科学技术上的突破。对于目前由于算法或技术的局限无法获取的一些科研成果，通过采用大数据海量储存真三轴试验数据，为从海量数据中找到一般性科研规律提供数据支撑。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种试验参数自适应的智能真三轴试验系统及试验方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：提供一种试验参数自适应的智能真三轴试验方法，包括：根据岩样性质得到其对应的真三轴试验条件参数的合理范围；根据得到的真三轴试验条件参数的合理范围设定真三轴试验条件参数，并模拟真三轴试验输出，判定模拟真三轴试验输出的试验结果是否在当前真三轴试验设备的承载能力范围内：是，则根据设定的真三轴试验条件参数输出控制指令，控制真三轴试验设备根据设定的真三轴试验条件参数对岩样进行真三轴试验，真三轴试验过程中获得各时刻压力、位移和温度数据；实时计算岩石各方向的实时变形速率，实时调控加载速率完成真三轴试验；否则重新设定真三轴试验条件参数。该方法还包括：在根据设定的真三轴试验条件参数对岩样进行真三轴试验过程中，实时存储真三轴试验结果及相应的真三轴试验条件参数和真三轴试验过程中各时刻压力、位移和温度数据。所述岩样性质包括岩样类别、岩样密度、岩样波速、岩样组成成分及含量、岩样尺寸和岩样形状。该方法还包括：将真三轴试验过程中获得各时刻压力、位移和温度数据转化成应力、应变数据并绘制应力-应变曲线、应力时间曲线、温度时间曲线。还提供一种试验参数自适应的智能真三轴试验系统，包括：自适应模块：根据岩样性质得到其对应的真三轴试验条件参数的合理范围；智能响应模块：根据自适应模块得到的真三轴试验条件参数的合理范围设定真三轴试验条件参数，并模拟真三轴试验输出，判定模拟真三轴试验输出的试验结果是否在当前真三轴试验设备的承载能力范围内，是则将当前设定的真三轴试验条件参数发送给试验模块，否则重新设定真三轴试验条件参数；试验模块：根据设定的真三轴试验条件参数输出控制指令，控制真三轴试验设备根据设定的真三轴试验条件参数对岩样进行真三轴试验，真三轴试验过程中获得各时刻压力、位移和温度数据；实时计算岩石各方向的实时变形速率，实时调控加载速率完成真三轴试验。该系统还包括：储存模块：在根据设定的真三轴试验条件参数对岩样进行真三轴试验过程中，实时存储真三轴试验结果及相应的真三轴试验条件参数和真三轴试验过程中各时刻压力、位移和温度数据。所述试验模块，还将真三轴试验过程中获得各时刻压力、位移和温度数据转化成应力、应变数据并绘制应力-应变曲线、应力时间曲线、温度时间曲线。该系统还包括：更新模块：试验完成后，将实时存储真三轴试验结果及相应的真三轴试验条件参数和真三轴试验过程中各时刻压力、位移和温度数据、真三轴试验过程中获得各时刻压力、位移和温度数据转化成应力、应变数据并绘制应力-应变曲线、应力时间曲线、温度时间曲线传输到试验结果数据库中，将试验结果数据库中的数据样本输入自适应模块和智能响应模块中，根据数据样本，实时更新自适应模块所需自学习模型。还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述方法的步骤。还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序程序时实现所述方法的步骤。本专利技术利用大量现有真三轴试验的数据样本，根据岩样性质及其对应的真三轴试验条件参数的合理范围的匹配关系，通过自学习功能建立自学习模型，构建出自适应模块。在进行下一次真三轴试验过程时，通过输入岩样性质，自适应给出真三轴试验条件参数的合理范围，供设定真三轴试验条件参数使用。与此同时，针对设定的真三轴试验条件模拟真三轴试验输出，判定模拟试验结果是否在当前真三轴试验设备的承载能力范围内，是则将当前设定的真三轴试验条件参数发送给试验模块，否则重新设定真三轴试验条件参数。通过对试验岩样自适应获取合理的试验参数，指导试验人员设定真三轴试验参数，提高试验效率及成功率。提前预判所做岩样对应的合理试验条件参数及计划真三轴试验的试验条件下的将获得的试验参数是否在当前真三轴试验设备的承载能力范围内，在试验前有效保证试验的安全和高效性。通过真三轴试验获得的数据建立真三轴试验数据库，以大数据的形式广泛收集并存储真三轴试验数据，有利于高效的岩石力学研究，并通过不断更新数据样本有利于真三轴自学习系统的可靠性。通过实时数据处理，绘制试验过程全应力-应变曲线及全自动加载速率自适应控制方式，减少后期数据处理工作量，且高效的完成不同加载方式的试验。附图说明图1是本专利技术具体实施方式的试验参数自适应的智能真三轴试验方法流程图；图2是本专利技术具体实施方式的试验参数自适应的智能真三轴试验方法框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细说明。本实施方式提供一种试验参数自适应的智能真三轴试验方法，如图1所示，包括：步骤1、根据岩样性质得到其对应的真三轴试验条件参数的合理范围；步骤2、根据得到的真三轴试验条件参数的合理范围设定真三轴试验条件参数，并模拟真三轴试验输出，判定模拟真三轴试验输出的试验结果是否在当前真三轴试验设备的承载能力范围内，是则执行步骤3，否则重新设定真三轴试验条件参数；步骤3、根据设定的真三轴试验条件参数输出控制指令，控制真三轴试验设备根据设定的真三轴试验条件参数对岩样进行真三轴试验，真三轴试验过程中获得各时刻压力、位移和温度数据；随着加载的进行，岩样损伤逐渐增加，其变形速率也逐渐增加，实时计算岩石各方向的实时变形速率，利用动态获得的变形速率，实时调控加载速率完成真三轴试验。该方法还包括：在根据设定的真三轴试验条件参数对岩样进行真三轴试验过程中，实时存储真三轴试验结果及相应的真三轴试验条件参数和真三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试验参数自适应的智能真三轴试验方法，其特征在于，包括：根据岩样性质得到其对应的真三轴试验条件参数的合理范围；根据得到的真三轴试验条件参数的合理范围设定真三轴试验条件参数，并模拟真三轴试验输出，判定模拟真三轴试验输出的试验结果是否在当前真三轴试验设备的承载能力范围内：是，则根据设定的真三轴试验条件参数输出控制指令，控制真三轴试验设备根据设定的真三轴试验条件参数对岩样进行真三轴试验，真三轴试验过程中获得各时刻压力、位移和温度数据；实时计算岩石各方向的实时变形速率，实时调控加载速率完成真三轴试验；否则重新设定真三轴试验条件参数。

【技术特征摘要】
1.一种试验参数自适应的智能真三轴试验方法，其特征在于，包括：根据岩样性质得到其对应的真三轴试验条件参数的合理范围；根据得到的真三轴试验条件参数的合理范围设定真三轴试验条件参数，并模拟真三轴试验输出，判定模拟真三轴试验输出的试验结果是否在当前真三轴试验设备的承载能力范围内：是，则根据设定的真三轴试验条件参数输出控制指令，控制真三轴试验设备根据设定的真三轴试验条件参数对岩样进行真三轴试验，真三轴试验过程中获得各时刻压力、位移和温度数据；实时计算岩石各方向的实时变形速率，实时调控加载速率完成真三轴试验；否则重新设定真三轴试验条件参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在根据设定的真三轴试验条件参数对岩样进行真三轴试验过程中，实时存储真三轴试验结果及相应的真三轴试验条件参数和真三轴试验过程中各时刻压力、位移和温度数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岩样性质包括岩样类别、岩样密度、岩样波速、岩样组成成分及含量、岩样尺寸和岩样形状。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将真三轴试验过程中获得各时刻压力、位移和温度数据转化成应力、应变数据并绘制应力-应变曲线、应力时间曲线、温度时间曲线。5.一种试验参数自适应的智能真三轴试验系统，其特征在于，包括：自适应模块：根据岩样性质得到其对应的真三轴试验条件参数的合理范围；智能响应模块：根据自适应模块得到的真三轴试验条件参数的合理范围设定真三轴试验条件参数，并模拟真三轴试验输出，判定模拟真三轴试验输出的试验结果是否在当前真三轴试验设备的承载能力范围内，是则将当前设定的真三轴试验条件参...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯夏庭，赵骏，张希巍，杨成祥，田冕，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21