【技术实现步骤摘要】
黏结裂纹模型中的岩石软化曲线确定方法及装置
本专利技术属于岩石力学与岩石工程领域，具体涉及黏结裂纹模型中的岩石软化曲线确定方法及装置。
技术介绍
伴随岩石应力—应变曲线中峰后阶段应变软化现象(见图1(a))的发现，适用于岩石等脆性材料的黏结裂纹模型被提出。通过简化数学关系，黏结裂纹模型明确定义了裂纹产生+裂纹扩展两个准则，为有限单元法(FEM)、有限元—离散元混合方法(FDEM)等数值计算方法模拟岩石破裂过程提供了一种较为简单可靠的手段。为此，作为一种通用模型，其被广泛应用于隧道/巷道、采矿、水利等岩石工程的数值模拟分析预测中。在黏结裂纹模型中，岩石软化曲线(应力—裂纹张开度关系)至关重要；作为数值模拟时的输入量，其等效定义了每个单元的本构关系。为此，合理确定黏结裂纹模型中的岩石软化曲线，是确保岩石工程数值模拟结果(分析预测)可靠的关键。由于数值模拟已经成为岩石工程不可或缺且愈发重要的分析预测手段，所以数值模拟结果(分析预测)的可靠与否，直接决定了岩石工程的决策是否科学，最终影响到岩石工程的安全性等。例如，在隧道工程...
【技术保护点】
1.一种黏结裂纹模型中的岩石软化曲线确定方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1.获取待测地层中每种岩石的峰值应力σ
【技术特征摘要】
1.一种黏结裂纹模型中的岩石软化曲线确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.获取待测地层中每种岩石的峰值应力σp、峰值应变εp、残余应力σr、残余应变εr；
步骤2.采用岩石脆性指数计算公式计算得到每种岩石的岩石脆性指数B；根据岩石脆性指数B不同，将岩石分为软岩、硬岩两类；经过分类，软岩包括Nsoft种岩石，硬岩包括Nhard种岩石；
步骤3.对岩石应力—应变曲线的峰后阶段进行归一化处理
将(Nsoft+Nhard)组岩石应力—应变曲线的峰后阶段中每点的应力σ与应变ε，分别转化为对应的归一化应力与归一化裂纹张开度o/oc，借助转化公式：
式中，ft为抗拉强度，o与oc分别为裂纹张开度、临界裂纹张开度；
步骤4.采用幂—指软化函数对步骤3中经过归一化处理后的数据进行拟合，确定分别适用于软岩、硬岩的拟合参数；
幂—指软化函数满足：
步骤5.将步骤4中的拟合参数代入幂—指软化函数得到黏结裂纹模型中的软岩软化曲线与硬岩软化曲线进而得到岩石软化曲线式中，a与b均为权重系数，a+b＝1。
2.根据权利要求1所述的黏结裂纹模型中的岩石软化曲线确定方法，其特征在于：
其中，在步骤1中，对待测岩石进行单轴拉伸或压缩试验，进而获取待测岩石的峰值应力σp、峰值应变εp、残余应力σr、残余应变εr四个参数。
3.根据权利要求1所述的黏结裂纹模型中的岩石软化曲线确定方法，其特征在于：
其中，在步骤4中，幂—指软化函数为：
式中，c1、c2、c3、c4均为拟合参数。
4.根据权利要求1所述的黏结裂纹模型中的岩石软化曲线确定方法，其特征在于：
其中，在步骤4中，幂—指软化函数能完整反映岩石软化曲线的3段式变化，拟合精度满足R2>0.95。
5.根据权利要求1所述的黏结裂纹模型中的岩石软化曲线确定方法，其特征在于：
其中，在步骤5中，a＝b＝0.5。
6.一种岩石软化曲线确定装置，其特征在于，包括：
参数获取部，获取待测岩石的峰值应力σp、峰值应变εp、残余应力σr、残余应变εr；
计算部，与所...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。