【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程实验室物理模型材料研制，尤其涉及一种强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法和系统。
技术介绍
1、物理相似模拟试验是煤矿地下开挖等岩土工程领域常用的一种研究手段，通过建立基于相似原理等比例缩小的工程模型，研究工程扰动后研究原型的力学状态。因此，制作物理模型的材料力学性质直接影响试验效果。
2、目前对于模型材料的物理力学参数筛选主要基于相似原理的相似比尺换算关系，根据试验需求确定模型材料若干个关键物理力学参数指标后，针对每个指标筛选得出最接近按相似比尺缩小后的指标值，从而获取搭建物理相似模型的最优模型试验材料。然而模型材料与目标岩体仅仅在物理和强度指标角度满足相似关系难以满足试验的精准度需求，模型材料与目标岩体具备较一致的变形相似关系同样重要。目前针对模型材料变形相似主要采用弹性模量这一指标控制，或对模型材料和目标岩体变形曲线进行粗略对比，缺乏变形相似的定量化优选方法；而且现有模型材料优选方法未能有效综合强度和变形两类指标进行筛选，使得模型材料的选择不够精确，因此需要建立模型材料强度和变形双重相似的定量优选方法。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，主要目的在于综合强度和变形两类指标进行筛选，更加精确地选择模型材料。
3、本专利技术的第二个目的在于提出一种强度和变形指标综合定量评估的模型材
4、本专利技术的第三个目的在于提出一种电子设备。
5、本专利技术的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
6、为达上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，包括：
7、获取两类样品并对所述两类样品进行单轴压缩实验，两类样品包括目标岩体样品和模型材料样品，所述模型材料样品包括多组模型材料试样；
8、基于所述两类样品的单轴压缩试验结果和相似理论获得所述模型材料样品的强度响应偏离度；
9、基于所述两类样品的单轴压缩试验结果获得对应类样品的应力-应变曲线，进而确定多个特征点，所述多个特征点包括峰值应力点和多个变形特征点；
10、基于所有特征点，利用各特征点的抗压强度，以及任意两个特征点之间应力-应变曲线区段的线性拟合曲线斜率获得模型材料样品的变形指标偏离度；
11、基于所述强度响应偏离度和所述变形指标偏离度获得模型材料样品中各组模型材料试样的综合偏离度，选择综合偏离度最小时对应组的模型材料试样作为搭建物理相似模型的最优模型材料。
12、在本专利技术的第一方面的方法中，所述强度响应偏离度满足：
13、a＝|σcm/σcs-cσ|+|ecm/ecs-ce|
14、式中，a为强度响应偏离度，σcs为模型材料样品中任一组模型材料试样的实测单轴抗压强度，σcm为目标岩体样品的单轴抗压强度，cσ为应力相似比尺，ecs为模型材料样品中任一组模型材料试样的实测弹性模量，ecm为目标岩体样品的弹性模量，ce为弹模相似比尺。
15、在本专利技术的第一方面的方法中，所述变形指标偏离度包括变形特征点偏离度和侧轴变形比偏离度。
16、在本专利技术的第一方面的方法中，所述综合偏离度满足：q＝a/10om+1a+b(b1+b2)，式中，q为综合偏离度，a为强度响应偏离度的权重，b为变形指标偏离度的权重，om为相似比尺数量级，a为强度响应偏离度，b1为变形特征点偏离度，b2为侧轴变形比偏离度。
17、在本专利技术的第一方面的方法中，所述变形特征点包括但不限于裂隙闭合点、损伤应力点、裂隙断裂点和稳定破坏点。
18、在本专利技术的第一方面的方法中，基于各变形特征点和所述峰值应力点对应的抗压强度，对所述各变形特征点进行定位，进而计算得到各变形特征点偏离度。
19、在本专利技术的第一方面的方法中，所述对所述各变形特征点进行定位，包括：在各类样品中，计算各变形特征点的抗压强度与峰值应力点的抗压强度的百分比得到各变形特征点的定位位置，进而获得模型材料样品中各组模型材料试样的变形特征点偏离度。
20、在本专利技术的第一方面的方法中，基于各类样品中的任意两个连续变形特征点间的线性拟合曲线斜率获得模型材料样品中各组模型材料试样的侧轴变形比偏离度。
21、为达上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选系统，包括：
22、单轴压缩实验模块，用于获取两类样品并对所述两类样品进行单轴压缩实验，两类样品包括目标岩体样品和模型材料样品，所述模型材料样品包括多组模型材料试样；
23、强度响应偏离度计算模块，用于基于所述两类样品的单轴压缩试验结果和相似理论获得所述模型材料样品的强度响应偏离度；
24、变形指标偏离度计算模块，用于基于所述两类样品的单轴压缩试验结果获得对应类样品的应力-应变曲线，进而确定多个特征点，所述多个特征点包括峰值应力点和多个变形特征点；还用于基于所有特征点，利用各特征点的抗压强度，以及任意两个特征点之间应力-应变曲线区段的线性拟合曲线斜率获得模型材料样品的变形指标偏离度；
25、综合偏离度计算模块，用于基于所述强度响应偏离度和所述变形指标偏离度获得模型材料样品中各组模型材料试样的综合偏离度；
26、选择模块，用于选择综合偏离度最小时对应组的模型材料试样作为搭建物理相似模型的最优模型材料。
27、为达上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现本专利技术第一方面提出的方法。
28、为达上述目的，本专利技术第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现本专利技术第一方面提出的方法。
29、本专利技术提供的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法、系统、电子设备及存储介质，通过获取两类样品并对两类样品进行单轴压缩实验，两类样品包括目标岩体样品和模型材料样品，模型材料样品包括多组模型材料试样；基于两类样品的单轴压缩试验结果和相似理论获得模型材料样品的强度响应偏离度；基于两类样品的单轴压缩试验结果获得对应类样品的应力-应变曲线，进而确定多个特征点，多个特征点包括峰值应力点和多个变形特征点；基于所有特征点，利用各特征点的抗压强度，以及任意两个特征点之间应力-应变曲线区段的线性拟合曲线斜率获得模型材料样品的变形指标偏离度；基于强度响应偏离度和变形指标偏离度获得模型材料样品中各组模型材料试样的综合偏离度，选择综合偏离度最小时对应组的模型材料试样作为搭建物理相似模型的最优模型材料。由此，弥补了现有模型材料选择方法中忽视变形指标的缺陷，实现了模型本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，所述强度响应偏离度满足：
3.根据权利要求1所述的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，所述变形指标偏离度包括变形特征点偏离度和侧轴变形比偏离度。
4.根据权利要求3所述的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，所述综合偏离度满足：
5.根据权利要求4所述的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，基于各变形特征点和所述峰值应力点对应的抗压强度，对所述各变形特征点进行定位，进而计算得到各变形特征点偏离度。
6.根据权利要求5所述的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，所述对所述各变形特征点进行定位，包括：
7.根据权利要求4所述的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，基于各类样品中的任意两个连续变形特征点间的线性拟合曲线斜率获得模型材料样品中各组模型材料试样的侧轴
8.一种强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，所述强度响应偏离度满足：
3.根据权利要求1所述的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，所述变形指标偏离度包括变形特征点偏离度和侧轴变形比偏离度。
4.根据权利要求3所述的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，所述综合偏离度满足：
5.根据权利要求4所述的强度和变形指标综合定量评估的模型材料优选方法，其特征在于，基于各变形特征点和所述峰值应力点对应的抗压强度，对所述各变形特征点进行定位，进而计算得到各变形特征点偏离度。
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【专利技术属性】
技术研发人员：高家明，潘俊锋，夏永学，杨光宇，马宏源，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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