【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩石，特别是涉及一种岩石脆性的评价方法和装置。
技术介绍
1、研究岩石的脆性在外界环境作用下的破坏特性及力学行为一直是岩石力学与工程及相关领域的非常重要且极其复杂的研究内容之一，这对于岩土工程防控措施的选取至关重要。脆性是岩体在微小的形变时就能发生破坏的性质。
2、脆性反映了岩石在荷载作用下的变形及破裂特性。这对于岩土工程防控措施中岩石的选取至关重要，是水力压裂、隧道掘进机钻孔和岩爆预测等岩石工程的关键指标。并且，对于实际岩体工程安全稳定性预测与评价具有重要的理论指导意义。岩石的脆性破坏是一个损伤突发的结果，而损伤一般指的是材料内部的一种劣化因素，与材料和周围环境有关。所以，可以从损伤角度探讨岩石脆性或建立脆性评价指标，这对丰富岩石的脆性评价体系具有重要理论意义。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种岩石脆性的评价方法和装置。
2、第一方面，提供了一种岩石脆性的评价方法，所述方法包括：
3、针对多个不同含水率的待评价岩石，基于单轴压缩实验，获得各含水率的所述待评价岩石的多个应力值与多个应变值；
4、根据多个所述应力值、多个所述应变值和预先存储的弹性模量，确定各含水率的所述待评价岩石在被压缩破坏的过程中的损伤值对应的损伤增长区间；
5、根据所述损伤增长区间的第一端点损伤值、第二端点损伤值、所述第一端点损伤值对应的第一应变值，以及所述第二端点损伤值对应的第二应变值，确定各含水率的所述待评价岩
6、基于各所述脆性指标和所述含水率，对所述待评价岩石进行评价。
7、作为一种可选的实施方式，所述多个所述应变值包括裂纹闭合应变值和各应力值作用下的应变值，所述根据多个所述应力值、多个所述应变值和预先存储的弹性模量，确定各含水率的所述待评价岩石在被压缩破坏的过程中的损伤值对应的损伤增长区间，包括：
8、针对每一应力值以及对应的应变值，确定所述预先存储的弹性模量与该应力值对应的应变值和所述裂纹闭合应变值的差值的乘积值，将1和该应力值与所述乘积值的比值的差值，确定为该应力值以及对应的应变值对应的损伤值；
9、针对每一含水率的待评价岩石，将第一应变值对应的损伤值确定为损伤增长区间的第一端点损伤值，并将第二应变值对应的损伤值确定为所述损伤增长区间的第二端点损伤值，所述第一端点损伤值和所述第二端点损伤值组成的区间为该含水率的待评价岩石在被压缩破坏的过程中的损伤值对应的所述损伤增长区间，所述第一应变值为所述待评价岩石在被压缩破坏的过程中最小应变值，所述第二应变值为所述待评价岩石在被压缩破坏的过程中的最大应变值。
10、作为一种可选的实施方式，所述针对每一应力值以及对应的应变值，确定所述预先存储的弹性模量与该应力值对应的应变值和所述裂纹闭合应变值的差值的乘积值，将1和该应力值与所述乘积值的比值的差值，确定为该应力值以及对应的应变值对应的损伤值的公式为：
11、；
12、其中，d表示损伤值，表示应力值，e表示预先存储的弹性模量，表示受损状态下的弹性模量，表示应力值作用下的应变值，表示裂纹闭合应变值。
13、作为一种可选的实施方式，所述脆性指标包括第一脆性指数和第二脆性指数，所述根据所述损伤增长区间的第一端点损伤值、第二端点损伤值、所述第一端点损伤值对应的第一应变值，以及所述第二端点损伤值对应的第二应变值，确定各含水率的所述待评价岩石的脆性指标，包括：
14、针对每一含水率的待评价岩石，将所述第二端点损伤值与所述第一端点损伤值的差值，与所述第二应变值与所述第一应变值的差值的比值，确定为该含水率的待评价岩石的所述第一脆性指数；
15、针对每一含水率的待评价岩石，将所述第二端点损伤值与所述第一端点损伤值的差值，与所述第二应变值与所述第一应变值的差值的比值的反正切函数值，确定为该含水率的待评价岩石的所述第二脆性指数。
16、作为一种可选的实施方式，所述将所述第二端点损伤值与所述第一端点损伤值的差值，与所述第二应变值与所述第一应变值的差值的比值，确定为该含水率的待评价岩石的所述第一脆性指数的公式为：
17、；
18、其中，表示第一脆性指数，表示第二端点损伤值，表示第一端点损伤值，表示第二应变值，表示第一应变值。
19、作为一种可选的实施方式，所述将所述第二端点损伤值与所述第一端点损伤值的差值，与所述第二应变值与所述第一应变值的差值的比值的反正切函数值，确定为该含水率的待评价岩石的所述第二脆性指数的公式为：
20、；
21、其中，表示第二脆性指数，表示第二端点损伤值，表示第一端点损伤值，表示第二应变值，表示第一应变值。
22、第二方面，提供了一种岩石脆性的评价装置，所述装置包括：
23、获取模块，用于针对多个不同含水率的待评价岩石，基于单轴压缩实验，获得各含水率的所述待评价岩石的多个应力值与多个应变值；
24、第一确定模块，用于根据多个所述应力值、多个所述应变值和预先存储的弹性模量，确定各含水率的所述待评价岩石在被压缩破坏的过程中的损伤值对应的损伤增长区间；
25、第二确定模块，用于根据所述损伤增长区间的第一端点损伤值、第二端点损伤值、所述第一端点损伤值对应的第一应变值，以及所述第二端点损伤值对应的第二应变值，确定各含水率的所述待评价岩石的脆性指标；
26、第三确定模块，用于基于各所述脆性指标和所述含水率，对待所述评价岩石进行评价。
27、作为一种可选的实施方式，所述多个所述应变值包括裂纹闭合应变值和各应力值作用下的应变值，所述第一确定模块，具体用于：
28、针对每一应力值以及对应的应变值，确定所述预先存储的弹性模量与该应力值对应的应变值和所述裂纹闭合应变值的差值的乘积值，将1和该应力值与所述乘积值的比值的差值，确定为该应力值以及对应的应变值对应的损伤值；
29、针对每一含水率的待评价岩石，将第一应变值对应的损伤值确定为损伤增长区间的第一端点损伤值，并将第二应变值对应的损伤值确定为所述损伤增长区间的第二端点损伤值，所述第一端点损伤值和所述第二端点损伤值组成的区间为该含水率的待评价岩石在被压缩破坏的过程中的损伤值对应的所述损伤增长区间，所述第一应变值为所述待评价岩石在被压缩破坏的过程中最小应变值，所述第二应变值为所述待评价岩石在被压缩破坏的过程中的最大应变值。
30、作为一种可选的实施方式，所述脆性指标包括第一脆性指数和第二脆性指数，所述第二确定模块，具体用于：
31、针对每一含水率的待评价岩石，将所述第二端点损伤值与所述第一端点损伤值的差值，与所述第二应变值与所述第一应变值的差值的比值，确定为该含水率的待评价岩石的所述第一脆性指数；
32、针对每一含水率的待评价岩石，将所述第二端点损伤值与所述第一端点损伤值的差值，与所述第二应变值与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种岩石脆性的评价方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个所述应变值包括裂纹闭合应变值和各应力值作用下的应变值，所述根据多个所述应力值、多个所述应变值和预先存储的弹性模量，确定各含水率的所述待评价岩石在被压缩破坏的过程中的损伤值对应的损伤增长区间，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对每一应力值以及对应的应变值，确定所述预先存储的弹性模量与该应力值对应的应变值和所述裂纹闭合应变值的差值的乘积值，将1和该应力值与所述乘积值的比值的差值，确定为该应力值以及对应的应变值对应的损伤值的公式为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脆性指标包括第一脆性指数和第二脆性指数，所述根据所述损伤增长区间的第一端点损伤值、第二端点损伤值、所述第一端点损伤值对应的第一应变值，以及所述第二端点损伤值对应的第二应变值，确定各含水率的所述待评价岩石的脆性指标，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述第二端点损伤值与所述第一端点损伤值的差值，与所述第二应变值与所述第
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述第二端点损伤值与所述第一端点损伤值的差值，与所述第二应变值与所述第一应变值的差值的比值的反正切函数值，确定为该含水率的待评价岩石的所述第二脆性指数的公式为：
7.一种岩石脆性的评价装置，其特征在于，所述装置包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述多个所述应变值包括裂纹闭合应变值和各应力值作用下的应变值，所述第一确定模块，具体用于：
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述脆性指标包括第一脆性指数和第二脆性指数，所述第二确定模块，具体用于：
...【技术特征摘要】
1.一种岩石脆性的评价方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个所述应变值包括裂纹闭合应变值和各应力值作用下的应变值，所述根据多个所述应力值、多个所述应变值和预先存储的弹性模量，确定各含水率的所述待评价岩石在被压缩破坏的过程中的损伤值对应的损伤增长区间，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对每一应力值以及对应的应变值，确定所述预先存储的弹性模量与该应力值对应的应变值和所述裂纹闭合应变值的差值的乘积值，将1和该应力值与所述乘积值的比值的差值，确定为该应力值以及对应的应变值对应的损伤值的公式为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脆性指标包括第一脆性指数和第二脆性指数，所述根据所述损伤增长区间的第一端点损伤值、第二端点损伤值、所述第一端点损伤值对应的第一应变值，以及所述第二端点损伤值对应的第二应变值，确...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘冬桥，孙杰，曹冰昊，黄慧莉，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：
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