适用于岩石微观损伤演化的试验装置、试验方法及介质与流程

本发明涉及室内岩石力学试验数据处理，具体涉及一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置、试验方法及介质。

背景技术：

1、岩体破裂失稳问题一直都是国内外岩体力学研究的重点问题。岩土工程灾害的发生(如岩爆、岩质崩塌、岩质滑坡等)往往是岩石内部的微观损伤演化，进而发展到大规模裂纹贯通，最终整体失稳过程的宏观表现，

2、如何采用科学有效的技术方法系统深入地研究岩石破裂失稳过程中内部微破裂的动态演化规律，对理解和认识岩体破裂失稳机理和有效监测预警评估具有十分重要的研究意义。

3、但是在四川，西藏高烈度地震区的坝基、坝肩以及地下洞室口开挖，以及岩基上建(构)筑物的结构变形问题，这一系列的岩体损伤力学问题一直是建设工程中的难点和痛点，因此研究岩石破裂失稳全过程中不同加载阶段的微观破裂特征和力学特征具有相当的现实意义和市场需求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对岩体的破裂失稳过程研究不足，目的在于提供一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置、试验方法及介质，解决了岩石微观损伤的演过过程的认知问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置，包括：

4、加压组件，其用于对试件进行加压，所述试件固定设置在所述加压组件内；

5、声发射检测系统，其用于测试所述试件的声发射参数，所述声发射检测系统的输入端与所述试件接触；

6、控制组件，其与所述加压组件、所述声发射检测系统电连接；

7、所述声发射检测系统包括声发射换能器和声发射测定仪，所述声发射换能器贴合设置在所述试件的侧面，所述声发射换能器的输出端通过前置放大器与所述声发射测定仪的输入端电连接，所述声发射测定仪的输出端与所述控制组件电连接。

8、具体地，所述声发射检测系统还包括垫片和弹性绳，所述垫片贴合在所述试件的侧面，且所述垫片与所述声发射换能器以所述试件的中心轴为对称轴对称设置，所述弹性绳呈环形缠绕在所述试件上，所述弹性绳对所述垫片和所述声发射换能器施加向内的作用力。

9、可选地，所述声发射换能器与所述试件之间涂抹用于使其耦合的耦合剂。

10、具体地，所述声发射换能器的传感器频率为110khz，所述声发射换能器的门槛电压为0.45v，所述前置放大器的增益为35db。

11、具体地，所述加压组件包括刚性机架、下压头、上压头和伺服动作器，所述上压头设置在所述下压头的上方，所述试件设置在所述上压头与所述下压头之间，所述上压头与所述刚性机架固定连接，所述伺服动作器与所述刚性机架固定连接，所述下压头与所述伺服动作器的动作端固定连接，且所述伺服动作器驱动所述下压头向上移动；所述伺服动作器与所述控制组件电连接。

12、可选地，所述加压组件还包括力检测组件，所述力检测组件与所述下压头连接，且检测所述下压头的应力数据和位移数据，所述力检测组件通过数字控制器与所述控制组件电连接。

13、可选地，所述控制组件包括数据采集计算机和控制计算机，所述声发射检测系统与所述数据采集计算机电连接，所述加压组件与所述控制计算机电连接。

14、一种适用于岩石微观损伤演化的试验方法，基于如上所述的一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置，所述试验方法包括：

15、获取试件，并将试件置于试验装置内；

16、通过加压组件对时间进行单轴压缩；通过声发射检测系统获取声发射参数；所述加压组件获取应力数据；

17、构建振铃计数、累计振铃计数和应力与相对时间之间的曲线图；

18、通过振铃参数、应力-相对时间曲线图获取不同岩石类别的微观损伤演化过程，不同岩石类别分别为：白云岩、白云质灰岩、千枚岩、砂岩和碳质板岩。

19、具体地，通过累积振铃计数来确定所述演化过程，包括裂纹压密阶段、线性变形阶段、岩石破裂阶段。

20、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

21、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

22、本发明通过声发射检测系统和加压组件的配合，对试件进行单轴压缩的同时进行声发射检测，并构建振铃参数、应力-相对时间曲线，从曲线中确定岩石的演化过程。

技术特征：

1.一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置，其特征在于，所述声发射检测系统还包括垫片(9)和弹性绳(10)，所述垫片(9)贴合在所述试件(11)的侧面，且所述垫片(9)与所述声发射换能器(5)以所述试件(11)的中心轴为对称轴对称设置，所述弹性绳(10)呈环形缠绕在所述试件(11)上，所述弹性绳(10)对所述垫片(9)和所述声发射换能器(5)施加向内的作用力。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置，其特征在于，所述声发射换能器(5)与所述试件(11)之间涂抹用于使其耦合的耦合剂。

4.根据权利要求1或2所述的一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置，其特征在于，所述声发射换能器(5)的传感器频率为110khz，所述声发射换能器(5)的门槛电压为0.45v，所述前置放大器(6)的增益为35db。

5.根据权利要求1所述的一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置，其特征在于，所述加压组件包括刚性机架(1)、下压头(3)、上压头(2)和伺服动作器(4)，所述上压头(2)设置在所述下压头(3)的上方，所述试件(11)设置在所述上压头(2)与所述下压头(3)之间，所述上压头(2)与所述刚性机架(1)固定连接，所述伺服动作器(4)与所述刚性机架(1)固定连接，所述下压头(3)与所述伺服动作器(4)的动作端固定连接，且所述伺服动作器(4)驱动所述下压头(3)向上移动；所述伺服动作器(4)与所述控制组件(8)电连接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置，其特征在于，所述加压组件还包括力检测组件，所述力检测组件与所述下压头(3)连接，且检测所述下压头(3)的应力数据和位移数据，所述力检测组件通过数字控制器与所述控制组件(8)电连接。

7.根据权利要求6所述的一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置，其特征在于，所述控制组件(8)包括数据采集计算机和控制计算机，所述声发射检测系统与所述数据采集计算机电连接，所述加压组件与所述控制计算机电连接。

8.一种适用于岩石微观损伤演化的试验方法，其特征在于，基于如权利要求1-7中任意一项所述的一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置，所述试验方法包括：

9.根据权利要求8所述的一种适用于岩石微观损伤演化的试验方法，其特征在于，通过累积振铃计数来确定所述演化过程，包括裂纹压密阶段、线性变形阶段、岩石破裂阶段。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种适用于岩石微观损伤演化的试验装置、试验方法及介质，装置包括加压组件、声发射检测系统和控制组件，试件固定设置在所述加压组件内；声发射检测系统用于测试所述试件的声发射参数；方法包括：获取试件，并将试件置于试验装置内；通过加压组件对时间进行单轴压缩；通过声发射检测系统获取声发射参数；所述加压组件获取应力数据；构建振铃计数、累计振铃计数和应力与相对时间之间的曲线图；通过振铃参数、应力‑相对时间曲线图获取岩石微观损伤演化过程；本发明通过声发射检测系统和加压组件的配合，对试件进行单轴压缩的同时进行声发射检测，并构建振铃参数、应力‑相对时间曲线，从曲线中确定岩石的演化过程。

技术研发人员：周逸飞,徐海洋,纪海锋,李青春
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15