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专利号: 201910348960X
申请人: 长江大学
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:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法,其特征在于,所述方法包括:S1、加工或制备有预制裂缝的试件块;

S2、在所述试件块的一面上制造出散斑图案,得到有散斑面的待测试件块;

S3、对所述待测试件块进行三点弯曲试验形成拉伸破坏,获得不同荷载下的拉应力信息,同时用工业测量相机记录所述散斑面在不同荷载下拉伸破坏的图片;结合数字图像相关法,采用DIC配套的图像处理软件分析所述图片,得到所述散斑面在不同荷载下的位移信息;

S4、根据所述拉应力信息、位移信息计算界面拉伸刚度;

所述步骤S3中,用工业测量相机记录所述散斑面在不同荷载下拉伸破坏的图片之前还包括:在所述散斑面上选取一个计算区域,该计算区域在试件破坏过程中应始终包含形成的裂纹;以所述预制裂缝的尖端为坐标原点,以所述预制裂缝的轴向为y轴,垂直y轴方向为x轴正向建立直角坐标系,在x轴上以y轴为对称轴选取一条线段M1N1,在此基础上,沿y轴向上依次以预设间隔选取多条与M1N1平行且长度相等的线段;在每一条平行线段上选取两个以y轴为对称轴的计算点;

所述步骤S4中,所述拉伸刚度的计算方法为:

根据不同荷载下的拉应力信息、位移信息计算拉应力变化量 以及与所述拉应力变化量 对应的位移变化量 ,然后计算拉伸刚度K:;

由步骤S3的拉应力计算方法可计算荷载变化时对应的拉应力变化量 ,然后根据利用图像处理软件得到的位移信息计算位移变化量,具体为:选择线段M1N1上的两个对称点M点和N点,由图像处理软件计算分析得出两点在荷载为P1时的位移量大小分别为S1和S2;在荷载为P2时位移量大小分别为S1’和S2’,那么在荷载由P1增加到P2的过程当中,位移的变化量 为:同理计算其他线段上的所有对称点在荷载由P1增大到P2时位移变化量大小,此时,所有平行线段上的拉应力变化量 和对应的界面位移变化量 都由实验测量计算得到,代入拉伸刚度的定义公式 即可计算得出界面处的拉伸刚度。

2.根据权利要求1所述的层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法,其特征在于,所述待测试件块尺寸及形状满足三点弯曲试验规范要求,待测试件块制备考虑的因素包括:预制裂缝深度比、试件大小、配比、胶结面性质。

3.根据权利要求1所述的层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法,其特征在于,三点弯曲试验过程中,以预设速度向所述待测试件块施加荷载,荷载施加位置在所述预制裂缝中心正上方。

4.根据权利要求3所述的层状岩石界面拉伸刚度的实验测量方法,其特征在于,所述步骤S3中,所述采用DIC配套的图像处理软件计算位移信息时,以每一条平行线段为一次计算,利用图像处理软件对线段上所有选取的计算点进行分析,计算得出每一个计算点在拉伸破坏过程中的位移量大小。