【技术实现步骤摘要】
本申请涉及岩体损伤预测，尤其涉及一种基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法及设备。
技术介绍
1、正确描述并准确量化地下岩石工程围岩的损伤程度，对工程施工和运营中诱发地震、开裂、岩爆、倒塌等灾害的监测和预报预警具有重要的实际意义。岩石损伤力学研究分为宏观和细观损伤两个方面，均是通过描述岩石基质材料微裂纹(微缺陷)的产生和发展，获取岩石材料的损伤变量，从而预测岩体的应力演化趋势，并对岩体的破裂破坏进行预报预警。
2、实际工程中的岩体不仅包含岩石，还包含结构面，结构面倾角和地层运动、工程爆破等扰动导致岩体出现不同的破坏模式，其中岩石材料破坏和结构面破坏均为岩体破坏的表现形式。基于岩石损伤力学的损伤因子只能描述岩石材料中微观缺陷的出现和扩展，无法同时量化结构面的损伤，且含节理岩体破坏前不只有微裂纹的萌生扩展，还可能包括结构面滑移和磨损，导致传统方法对含节理岩体的损伤量化不准确。因此，亟需一种可靠的含节理岩体损伤量化方法。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请实施例综合考虑岩石块和结构面的损伤量化提供了一种基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法及设备，可以用于预测含节理岩体的损伤演化趋势，解决传统岩石损伤指标量化岩体损伤程度不准确的问题，所述技术方案如下：
2、本申请第一方面提供一种基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法，包括以下步骤：s1：获取原始声发射、图像和应力数据；s2：采用dic技术计算岩体的全局应变，获取结构面应变局部化系数
3、例如，在一个实施例提供的所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法中，所述s2中，结构面应变局部化系数ji包括局部最大主应变和剪切应变，且结构面应变局部化系数ji满足下述计算式：
4、
5、其中，为时间i时刻4个特征点的最大主应变，为时间i时刻4个特征点的最大剪切应变。
6、例如，在一个实施例提供的所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法中，所述s3中，时间集中系数ti表示幅值为70db～90db的声发射信号在时间上的分布疏密情况，且时间集中系数ti满足下述计算式：
7、
8、其中，n为滑动窗口的长度，a(i+j)表示70db～90db的声发射信号的幅值，b(i+j)表示窗口内所有声发射信号的幅值。
9、例如，在一个实施例提供的所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法中，所述s4中，空间集中系数si表示声发射事件坐标点在岩体空间的疏密分布情况，且空间集中系数si满足下述计算式：
10、
11、其中，m为岩样平面的邻域数量，分别为上下块岩石第k个邻域内的声发射定位点数量，分别为上下块岩石第k个邻域内声发射定位点的平均距离。
12、例如，在一个实施例提供的所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法中，所述s5中，声发射活动度评价指标ei用于量化微裂纹的活动性和剧烈性，且声发射活动度评价指标ei满足下述计算式：
13、
14、其中，hi、ci、fi分别为时刻i声发射的撞击数、振铃计数和能量，hp、cp、fp分别为峰值时刻声发射的撞击数、振铃计数和能量。
15、例如，在一个实施例提供的所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法中，所述s6中，含节理岩体的损伤量化参数qi综合考虑岩石块和结构面的损伤量化，包括结构面局部变形、微裂纹的时空分布以及微裂纹的活动性和剧烈性，且含节理岩体的损伤量化参数qi满足下述计算式：
16、qi＝ji·ti·si·ei。
17、例如，在一个实施例提供的所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法中，所述s1中获取原始声发射、图像和应力数据具体包括以下步骤：对包含单个贯通节理的岩体试样同步运行加载系统和声发射、图像采集系统，试样一面通过照相机实时采集试样图像，另一面上下岩石块均布置4个传感器，分别采集两个岩石块的声发射数据，包括波形数据和事件定位数据。
18、例如，在一个实施例提供的所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法中，所述s2中，采用dic技术计算岩体的全局应变，获取结构面应变局部化系数ji具体包括以下步骤：分别取试样中轴线上的4个特征点，其中，2个特征点在上下块岩石中心，2个特征点在结构面应变局部化区带中心，通过4个特征点的最大主应变和剪应变计算结构面应变局部化系数ji。
19、本申请第二方面提供一种电子设备，包括：存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现如上述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法。
20、本申请第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如上述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法。
21、本申请一些实施例提供的一种基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法及设备带来的有益效果为：本申请采用基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法，对加载过程中含节理岩体损伤进行定量分析，可以用于预测含节理岩体的损伤演化趋势和不同工况下的峰值应力水平，以解决传统岩石损伤指标量化岩体损伤程度不准确的问题。同时，本申请提出的方法易于实现，可通过编程软件和数值分析软件实现含节理岩体损伤过程的模拟。
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1.一种基于声发射和DIC数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于声发射和DIC数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述S2中，结构面应变局部化系数Ji包括局部最大主应变和剪切应变，且结构面应变局部化系数Ji满足下述计算式：
3.根据权利要求2所述基于声发射和DIC数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述S3中，时间集中系数Ti表示幅值为70dB～90dB的声发射信号在时间上的分布疏密情况，且时间集中系数Ti满足下述计算式：
4.根据权利要求3所述基于声发射和DIC数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述S4中，空间集中系数Si表示声发射事件坐标点在岩体空间的疏密分布情况，且空间集中系数Si满足下述计算式：
5.根据权利要求4所述基于声发射和DIC数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述S5中，声发射活动度评价指标Ei用于量化微裂纹的活动性和剧烈性，且声发射活动度评价指标Ei满足下述计算式：
6.根据权利要求5所述基于声发射和DIC数据的含节理岩体损伤量
7.根据权利要求2所述基于声发射和DIC数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述S1中获取原始声发射、图像和应力数据具体包括以下步骤：对包含单个贯通节理的岩体试样同步运行加载系统和声发射、图像采集系统，试样一面通过照相机实时采集试样图像，另一面上下岩石块均布置4个传感器，分别采集两个岩石块的声发射数据，包括波形数据和事件定位数据。
8.根据权利要求7所述基于声发射和DIC数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述S2中，采用DIC技术计算岩体的全局应变，获取结构面应变局部化系数Ji具体包括以下步骤：分别取试样中轴线上的4个特征点，其中，2个特征点在上下块岩石中心，2个特征点在结构面应变局部化区带中心，通过4个特征点的最大主应变和剪应变计算结构面应变局部化系数Ji。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，其特征在于：所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的基于声发射和DIC数据的含节理岩体损伤量化方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述s2中，结构面应变局部化系数ji包括局部最大主应变和剪切应变，且结构面应变局部化系数ji满足下述计算式：
3.根据权利要求2所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述s3中，时间集中系数ti表示幅值为70db～90db的声发射信号在时间上的分布疏密情况，且时间集中系数ti满足下述计算式：
4.根据权利要求3所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述s4中，空间集中系数si表示声发射事件坐标点在岩体空间的疏密分布情况，且空间集中系数si满足下述计算式：
5.根据权利要求4所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述s5中，声发射活动度评价指标ei用于量化微裂纹的活动性和剧烈性，且声发射活动度评价指标ei满足下述计算式：
6.根据权利要求5所述基于声发射和dic数据的含节理岩体损伤量化方法，其特征在于，所述s6中，含节理岩体的损伤量化参数qi综合考虑岩石块和结构面的损...
【专利技术属性】
技术研发人员：解佩瑶，赵武胜，陈卫忠，张斌，贾海宾，高厚，秦长坤，周帅，刘磊，高未己，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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