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专利号: 2016106274220
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于三点弯曲试验的岩石Ⅰ型裂纹扩展全过程检测方法,其步骤如下:

a.对被测试的工程岩体取样,制作三点弯曲试件(1),并在三点弯曲试件中部预制一条Ⅰ型裂纹(2);所述Ⅰ型裂纹的裂纹面与试件长边垂直并位于长边中部;在试件的侧面Ⅰ型裂纹上方指定一个分析区域(4),对指定分析区域进行喷射散斑处理;

b.将三点弯曲试件平整地放置于三点弯曲试验机上,使得Ⅰ型裂纹开口向下,对三点弯曲试件进行三点弯曲试验;在三点弯曲试件的正前方设置高速相机(3),高速相机镜头高度与三点弯曲试件平行,高速相机镜头处于Ⅰ型裂纹所在的竖直面内;在三点弯曲试验进行的同时,高速相机(3)对三点弯曲试件(1)的指定分析区域(4)进行全过程连续拍照,采集数字图像;

c.采用基于数字散斑相关方法原理的数字照相应变场量测软件,对采集到的三点弯曲试件试验全过程的数字图像进行一一分析,获得三点弯曲试件的指定分析区域试验全过程的水平拉应变εh;

d.三点弯曲试验结束后的三点弯曲试件会断裂为的两块,在断裂的三点弯曲试件的指定位置进行取芯,制作成巴西劈裂圆盘试样;

e.在巴西劈裂圆盘试样正中心水平方向粘贴应变片,应变片与静态应变数据采集仪连接,将巴西劈裂圆盘试样竖直放置于压力试验机上,圆盘上下各垫一条刚性垫条,试验机压头作用于刚性垫条,然后开始尖端式巴西劈裂试验,通过处理应变片采集的信息,获得巴西劈裂圆盘试样的极限拉应变εT;

f.将巴西劈裂试验获得的极限拉应变εT与三点弯曲试验全过程的指定分析区域(4)的水平拉应变εh一一对应对比,获得三点弯曲试件Ⅰ型裂纹扩展全过程中各个位置的水平拉应变达到极限拉应变εT时的时间节点;

g.根据第二强度准则,获得三点弯曲作用下岩石Ⅰ型裂纹的裂纹扩展全过程信息:裂纹起裂荷载、起裂能以及裂纹扩展速度。

2.根据权利要求1所述的一种基于三点弯曲试验的岩石Ⅰ型裂纹扩展全过程检测方法,其特征是:所述三点弯曲试件(1),长度(L)与高度(H)的比值在2.5~4.0之间,厚度(W)为25~50mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于三点弯曲试验的岩石Ⅰ型裂纹扩展全过程检测方法,其特征是:所述三点弯曲试件(1)的Ⅰ型裂纹(2)的宽度(f)≦1.5mm,其最小值,以切割技术产生的切割缝隙最小宽度为限;Ⅰ型裂纹(2)的深度(h)为三点弯曲试件高度(H)的0.35-

0.50倍。