【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及巖體工程，尤其涉及一種評估巖體試樣受損程度的方法。
技術介紹
1、巖體的強度預測在礦山開采和維護方面扮演著至關重要的角色。在礦山開采過程中，準確評估巖體強度對于確保作業安全、預防坍塌事故、控制支護成本以及提升采挖效率具有決定性意義。
2、巖體是由各種不同的巖石顆粒及其間的膠結物、充填物組成的復雜地質集合體，因此其力學性質、整體機械性能和物理化學性質等方面是十分復雜的。進行礦山的露天開采和地下開采時，會對周圍巖體產生擾動，使其強度降低，對礦山安全產生影響。當受損后的巖體經歷干濕循環、凍脹循環等復雜環境因素作用后，其本身的力學性質等方面會發生較大變化，對分析其強度構成了一定困難。同時，在開展受損后巖體的干濕、凍融試驗時，由于缺乏相應技術手段，導致在試驗開展前無法判斷巖體試樣的實際受損程度，為后續的結果分析帶來了困難。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服現有技術中存在的巖體試樣受損程度評估難度大、準確性較低的缺陷與問題，提供一種評估方便、準確性較高的評估巖體試樣受損程度的方法。
2、為實現以上目的，本專利技術的技術解決方案是：一種評估巖體試樣受損程度的方法，所述方法包括以下步驟：
3、步驟一、獲取巖體試樣，并記錄巖體試樣的節理特征；
4、步驟二、對巖體試樣進行多層塊體區域劃分，并對劃分多層塊體區域的巖體試樣進行單軸壓縮試驗和聲發射試驗，獲取巖體試樣的應力應變曲線以及累計振鈴曲線，根據應力應變曲線對巖體試樣劃分應力狀態階段
5、步驟三、根據聲發射試驗獲取振鈴信號的特征參數，記錄多層塊體區域中每一層塊體區域內的累計能量值，將多層塊體區域中累計能量值大于設定值的區域劃分為裂縫高發區域，計算相鄰兩層的裂縫高發區域位置之間的空間距離，并根據空間距離計算巖體試樣的三維能量分布向量；
6、步驟四、根據巖體試樣的節理特征、累計振鈴曲線的特征參數、振鈴信號的特征參數、巖體試樣的三維能量分布向量，建立支持向量回歸svr模型，形成巖體試樣應力狀態預測函數；
7、步驟五、根據巖體試樣應力狀態預測函數，對受荷狀態下巖體試樣所處應力狀態進行預測，根據預測值判斷巖體試樣所處的應力狀態階段，根據巖體試樣所處的應力狀態階段評價巖體試樣的受損程度。
8、所述根據應力應變曲線對巖體試樣劃分應力狀態階段，包括：
9、根據巖體試樣的應力應變曲線，將應力狀態階段劃分為初始壓密階段、線彈性變形階段、塑性變形階段和快速整體破壞階段；
10、定義初始壓密階段與線彈性變形階段之間的分界點強度值為，線彈性變形階段與塑性變形階段之間的分界點強度值為，塑性變形階段與快速整體破壞階段之間的分界點強度值為，巖體試樣最終破壞時的單軸抗壓強度值為；
11、根據確定的分界點強度值、、以及單軸抗壓強度值，建立巖體試樣的應力應變曲線的發展階段平均范圍，即初始壓密階段為、線彈性變形階段為，塑性變形階段為，快速整體破壞階段為。
12、所述根據累計振鈴曲線計算得到累計振鈴曲線的特征參數，包括：
13、將巖體試樣達到單軸抗壓強度值對應的時間作為累計振鈴曲線的總時間，并將總時間劃分為多個區間段，并計算每個區間段內累計振鈴曲線的累計振鈴數比、原點斜率角變化率、曲線斜率變化率。
14、所述步驟五中預測值的計算公式為：
15、；
16、其中，為區間段內右端點對應的巖體試樣的應力應變曲線的應力值。
17、所述步驟四中巖體試樣應力狀態預測函數為：
18、；
19、；
20、其中，為對累計振鈴曲線劃分的區間段數，、為拉格朗日系數，為自然常數，為核函數參數，為偏置，向量為每個區間段內巖體試樣對應的參數，向量、為第、個區間段內巖體試樣對應的參數，為節理個數，為節理寬度、為節理長度，為節理傾角，為每個區間段對應的累計振鈴數比，為每個區間段對應的原點斜率角變化率，為區間段內對應的曲線斜率變化率，為每個區間段內不同信號頻率和幅值的振鈴信號占總累計振鈴信號的占比率，為巖體試樣的三維能量分布向量。
21、所述巖體試樣的三維能量分布向量的計算公式為：
22、；
23、；
24、其中，、、、、、分別指巖體試樣第一層與第二層裂縫高發區域位置之間的空間距離、巖體試樣第二層與第三層裂縫高發區域位置之間的空間距離、巖體試樣第三層與第四層裂縫高發區域位置之間的空間距離、巖體試樣倒數第四層與倒數第三層裂縫高發區域位置之間的空間距離、巖體試樣倒數第三層與倒數第二層裂縫高發區域位置之間的空間距離、巖體試樣倒數第二層與最后一層裂縫高發區域位置之間的空間距離，為巖體試樣某一層與其下一層的裂縫高發區域位置之間的空間距離，為每層裂縫高發區域個數，、、為某一層區域內裂縫高發區域的三維坐標，、、為下一層區域內裂縫高發區域的三維坐標。
25、所述每個區間段對應的累計振鈴數比的計算公式為：
26、；
27、其中，為區間段左端點累計振鈴數值，為區間段右端點累計振鈴數值。
28、所述每個區間段對應的原點斜率角變化率的計算公式為：
29、；
30、其中，為區間段內累計振鈴曲線的左端點與原點連線的斜率角，為區間段內累計振鈴曲線的右端點與原點連線的斜率角，為區間段長度。
31、所述每個區間段內對應的曲線斜率變化率的計算公式為：
32、；
33、其中，為區間段內累計振鈴曲線的最大斜率，為區間段內累計振鈴曲線的最小斜率。
34、所述每個區間段內不同信號頻率和幅值的振鈴信號占總累計振鈴信號的占比率的計算公式為：
35、；
36、其中，、、、、、分別為低頻低幅信號、低頻高幅信號、中頻低幅信號、中頻高幅信號、高頻低幅信號、高頻高幅信號的累計數量，為區間段右端點累計振鈴數值。
37、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：
38、1、本專利技術一種評估巖體試樣受損程度的方法中，通過對巖體試樣開展單軸壓縮試驗和聲發射試驗，獲取巖體試樣的應力應變曲線發展階段以及累計振鈴曲線、振鈴信號的各項參數，并將獲取到的巖體試樣各項數據引入支持向量回歸svr模型中，形成巖體試樣相關參數與其應力應變曲線發展階段之間的預測關系函數，該函數考慮了巖體試樣在各階段發展過程中其相關參數的動態響應，通過函數可以直接判斷巖體試樣所處的應力應變階段，從而確定巖體試樣的受損程度，評估方便，同時結合巖體試樣的各項參數綜合評判受損程度，準確性較高。因此，本專利技術評估方便、準確性較高。
39、2、本專利技術一種評估巖體試樣受損程度的方法中，通過將巖體試樣在單軸壓縮試驗中的應力狀態劃分為多個階段，并以此階段衡量其受損程度，為了充分反映巖體試樣在受荷狀態下其應力狀態的變化過程，通過提取聲發射試驗中累計振鈴曲線特征，建立累本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述根據應力應變曲線對巖體試樣劃分應力狀態階段，包括：
3.根據權利要求2所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述根據累計振鈴曲線計算得到累計振鈴曲線的特征參數，包括：
4.根據權利要求3所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述步驟五中預測值的計算公式為：
5.根據權利要求4所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述步驟四中巖體試樣應力狀態預測函數為：
6.根據權利要求5所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述巖體試樣的三維能量分布向量的計算公式為：
7.根據權利要求5所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述每個區間段對應的累計振鈴數比的計算公式為：
8.根據權利要求5所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述每個區間段對應的原點斜率角變化率的計算公式為：
9.根據權利
10.根據權利要求5所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述每個區間段內不同信號頻率和幅值的振鈴信號占總累計振鈴信號的占比率的計算公式為：
...【技術特征摘要】
1.一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述根據應力應變曲線對巖體試樣劃分應力狀態階段，包括：
3.根據權利要求2所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述根據累計振鈴曲線計算得到累計振鈴曲線的特征參數，包括：
4.根據權利要求3所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述步驟五中預測值的計算公式為：
5.根據權利要求4所述的一種評估巖體試樣受損程度的方法，其特征在于：所述步驟四中巖體試樣應力狀態預測函數為：
6.根據權利要求5所述的一種評估巖體試...
【專利技術屬性】
技術研發人員：柴少波，岳山丘，范康凱，王銘一，徐盈龍，于正平，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發明
國別省市：
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