【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水岩作用因素及岩样压缩时抗压强度对岩样平均红外热辐射温度的分析方法，具体是一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，属于岩石检测预警。
技术介绍
1、地下水是一种较复杂的化学溶液，在co2作用下具有溶蚀力的地下水与岩土体之间的物理化学作用可从微细观上改变岩土体的矿物组成与结构，进而改变其强度和刚度等宏观力学性质。岩样抗压强度的影响因素很多，温度是其中之一。岩石在受载过程中，内部微裂纹的持续扩展萌生，会产生红外辐射热效应。因此，岩石表面红外辐射信息与其内部微裂纹演化过程密切相关，这为利用红外辐射识别岩石破坏前兆提供了可能。目前红外辐射作为一种无损、非接触的监测技术已被逐步引入到煤岩失稳监测预警领域。
2、岩样加载时，红外热辐射温度因不同的加载方式呈现不同的辐射特点。而影响岩样红外热辐射温度的因素也很多，包括煤岩内部的组成、结构、裂隙分布状态、赋存的水化学环境条件、加载速率等。目前一般针对天然状态岩样开展加载过程中力学性能或热辐射温度进行单方面研究，大多运用水岩作用后水溶液和岩样的参数来建立模型。但关于岩样红外辐射温度和抗压强度的关联性研究成果较少，关于水岩作用下几种岩样间的红外辐射温度与抗压强度的关联性演技成果及预测模型更少，利用水岩作用前的水溶液和岩样初始参数，结合抗压强度来预测水岩作用后岩样单轴压缩过程中的红外辐射温度的研究成果更是鲜有。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足而提供一种考虑水岩作用和抗压强度
2、本专利技术提供一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，包括以下步骤：
3、s1、选取岩石试样，测量岩石浸泡前的物理量，包括初始质量和初始声速；
4、s2、按照设定ph值配置水溶液，并获得水溶液中离子的浓度数据；
5、s3、对岩石试样进行不同ph值的水溶液浸泡处理后取出岩样烘干，进行测试获得浸泡后岩石试样和水溶液的相关数据，包括浸泡后岩石试样的最终质量、最终声速以及水溶液的最终ph值和离子浓度；
6、s4、对浸泡后的岩石试样进行单轴压缩试验，并测量岩石试样的红外辐射温度，获得压缩过程中岩石试样测温区域辐射温度的时间变化曲线和抗压强度；
7、s5、分析岩石试样单轴压缩时平均红外辐射温度与抗压强度及其他影响因素的相关性，并选出相关性较显著的影响因素，其他影响因素包括岩石试样的初始质量、最终质量、初始声速、最终声速、水溶液中的初始ph值、最终ph值和离子浓度；
8、s6、基于最小二乘法建立岩石试样单轴压缩时红外辐射温度的均值关于抗压强度及相关性较大的其他影响因素的多元回归模型。
9、本专利技术提供一种水溶液浸泡后岩样压缩时考虑抗压强度的平均红外辐射温度耦合模型及建立方法，通过对岩样进行水溶液浸泡试验及单轴压缩试验，获得水岩作用和单轴压缩加载后岩石与溶液的一些特征参数，然后通过压缩过程中实时进行红外热像仪视频跟踪，获取岩样在加载全过程中表面辐射温度的加载时间历程曲线。基于灰色关联度理论分析，得到影响岩样红外辐射温度的显著影响因素，再通过最小二乘法建立岩样平均红外辐射温度关于影响因素的多元预测模型，弥补前面提及的现有方法在岩样压缩时红外辐温度方面研究的不足。
10、作为本专利技术进一步优化的技术方案如下：
11、所述步骤s1中，所述岩石试样为砂岩、灰岩，测量岩石试样的初始质量、初始声速，选出密度或初始声速相近的岩石试样作为试验对象。
12、所述步骤s2中，先按设定的摩尔浓度配制水溶液，测定水溶液中初始钙、镁离子浓度，然后按设定的ph方案配制得到不同酸碱度的水溶液：酸性的两组，中性的一组，碱性的两组。
13、所述步骤s3中，对砂岩和灰岩两种试样进行不同ph值的水溶液浸泡试验，浸泡12天后取出烘干，获得岩石试样浸泡后质量、岩石试样中的声速、溶液中钙离子、镁离子浓度、最终ph值。
14、所述步骤s4中，单轴压缩试验时使用flir热像仪监测岩石试样的红外辐射温度，在获取岩石试样抗压强度的同时，通过flir热像仪得到岩石试样压缩过程整个测温区域辐射温度的时间变化特征，最后导出岩石试样的抗压强度和红外辐射温度数据，并绘制应力-应变曲线以及红外辐射平均温度的时间历程曲线。
15、所述步骤s5中，以红外辐射温度的均值为特征量，基于灰色关联度理论和所获得的数据分析岩石试样的平均红外辐射温度和抗压强度、岩石试样浸泡前质量、岩石试样中的声速值、水溶液中初始ph值、浸泡后岩石试样的最终质量、浸泡后岩石试样中的声速、水溶液中的最终ph值、最终钙离子浓度、镁离子浓度的相关性，并选出其中若干种相关性最大的影响因素。
16、所述步骤s5的具体操作如下：
17、先求出平均红外辐射温度、抗压强度、岩石试样初始质量、岩石试样中的初始声速值、水溶液中初始ph值、浸泡后岩石试样的最终质量、浸泡后岩石试样中的声速、水溶液中的最终ph值、最终钙离子浓度、镁离子浓度等各项影响因素对应的测试数据的平均值，再用各次试验测量的实际值除以对应的平均值，即可得到各个试验参数的均值像；
18、记单轴压缩过程中岩石试样的平均红外辐射温度均值像为x0，岩石试样初始质量均值像为x1，水溶液中钙离子浓度均值像为x2，水溶液中的最终ph值均值像为x3，镁离子浓度均值像为x4，浸泡后岩石试样中的声速均值像为x5；水溶液中的初始ph均值像为x6；岩石试样的抗压强度均值像为x7；岩石试样的最终质量均值像为x8；岩样的初始声速均值像为x9；根据灰色相对关联理论进行分析找出影响最大的参数，相应的关联度计算公式为：
19、
20、其中，
21、
22、
23、
24、式中，γ0i是第i个岩样的灰色相对关联度，s′0是因变量序列(平均红外辐射温度)的均值像的始点零化象中的第2个值到第n-1个值的总和与x00'(n)的一半相加后得到的值，s′i是第i个影响变量序列的均值像的始点零化象中的第2个值到第n-1个值的总和与xi0'(n)的一半相加后得到的值，n是每种影响因素的维度(n＝10)，k是每种影响因素的第k个值，对应xi(n)初值像的始点零化象，即第i个因素的第n个值的始点零化象，xi0'(k)是第i个因素的第k个值的均值象的始点零化象，i＝0,1,2,3,4,5,7,8,9，x00'(n)是第0个因素的第n个值的始点零化象；
25、求出各个灰色相对关联度的值，得到岩石试样的平均红外辐射温度与抗压强度、岩石试样浸泡前质量、浸泡前岩石试样中的声速、水溶液中的初始ph值、浸泡后岩石试样的质量、浸泡后岩石试样中的声速值、水溶液中的最终ph值、钙离子浓度、镁离子浓度的相关性，找出相关性最大的影响因素；
26、其中，相关性最大的影响因本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述岩石试样为砂岩、灰岩，测量岩石试样的初始质量、初始声速，选出密度或初始声速相近的岩石试样作为试验对象。
3.根据权利要求1所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤S2中，先按设定的摩尔浓度配制水溶液，测定水溶液中初始钙、镁离子浓度，然后按设定的pH方案配制得到不同酸碱度的水溶液：酸性的两组，中性的一组，碱性的两组。
4.根据权利要求1所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤S3中，对砂岩和灰岩两种试样进行不同pH值的水溶液浸泡试验，浸泡12天后取出烘干，获得岩石试样浸泡后质量、岩石试样中的声速、溶液中钙离子、镁离子浓度、最终pH值。
5.根据权利要求1所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤S4中，单轴压缩试验时使用FLIR热像仪
6.根据权利要求1所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤S5中，以红外辐射温度的均值为特征量，基于灰色关联度理论和所获得的数据分析岩石试样的平均红外辐射温度和抗压强度、岩石试样浸泡前质量、岩石试样中的声速值、水溶液中初始pH值、浸泡后岩石试样的最终质量、浸泡后岩石试样中的声速、水溶液中的最终pH值、最终钙离子浓度、镁离子浓度的相关性，并选出其中若干种相关性最大的影响因素。
7.根据权利要求6所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤S5的具体操作如下：
8.根据权利要求1所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤S6中，通过最小二乘法建立平均红外辐射温度关于显著性参数的多元回归模型，具体操作如下：以岩石试样的平均红外辐射温度作为评价标准，分析岩石试样的初始质量m0、水溶液中初始pH值、抗压强度等影响因素对模拟水岩作用后单轴压缩过程中岩样平均红外辐射温度的影响，建立岩样红外辐射温度均值的多元回归模型，得到模型回归方程为：
9.根据权利要求8所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述预测模型中待定参数C、x、y、z的具体求解方法按如下步骤顺序进行：
10.根据权利要求9所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤(g)中，计算相关性系数，分析预测模型的可靠性的操作如下：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述岩石试样为砂岩、灰岩，测量岩石试样的初始质量、初始声速，选出密度或初始声速相近的岩石试样作为试验对象。
3.根据权利要求1所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤s2中，先按设定的摩尔浓度配制水溶液，测定水溶液中初始钙、镁离子浓度，然后按设定的ph方案配制得到不同酸碱度的水溶液：酸性的两组，中性的一组，碱性的两组。
4.根据权利要求1所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤s3中，对砂岩和灰岩两种试样进行不同ph值的水溶液浸泡试验，浸泡12天后取出烘干，获得岩石试样浸泡后质量、岩石试样中的声速、溶液中钙离子、镁离子浓度、最终ph值。
5.根据权利要求1所述一种考虑水岩作用和抗压强度的岩石红外辐射温度预测方法，其特征在于，所述步骤s4中，单轴压缩试验时使用flir热像仪监测岩石试样的红外辐射温度，在获取岩石试样抗压强度的同时，通过flir热像仪得到岩石试样压缩过程整个测温区域辐射温度的时间变化特征，最后导出岩石试样的抗压强度和红外辐射温度数据，并绘制应力-应变曲线以及红外辐射温度的时间历程曲线。
6.根据权利要求1所述一种考虑水岩作...
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