【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地质勘察领域，具体是一种基于ct扫描确定岩石强度的方法，通过对岩石或岩体的ct扫描，得到其对应的ct值，然后对岩石或岩体进行力学试验，然后将力学试验强度值与ct值进行数值拟合分析，最后建立ct值与岩石或岩体强度计算公式直接通过ct值计算出岩体的强度。
技术介绍
1、ct扫描作为一种先进的新型检测手段，其优点在于速度快，对试件无损，试验数据可靠。此技术现已广泛应用于岩土工程领域中，主要用于岩体中溶洞发育情况的探测，另外在工程检测中主要应用于无损探伤检测。目前已有人在基于岩石损伤检测技术存在问题的基础上，提出了采用ct技术进行岩石损伤检测的方法，主要包括：结合ct图像，ct值大小及ct值的分布规律进行定量分析，做到其他检测手段无法达到的效果。他们通过对石灰岩，砂岩，页岩和煤岩进行初始损伤的ct扫描，提出了ct值的统计分布规律，该分布规律的特性和ct图像，ct值均值，方差大小所反映出的损伤特点是一致的，并可分为两类，一类是损伤特性较为简单的单峰性分布图(石灰岩，砂岩)；葛修润等利用自己研制成功的ct三轴加载设备进行了三轴和单轴压缩下的煤岩试件细观损伤扩展情况的ct动态即时扫描试验，通过实验得到了在不同荷载作用下煤岩材料中微孔洞被压密→微裂纹萌生→分叉→发展→断裂→破坏→卸载等各个阶段清晰的ct图像，从细观尺度上证实了岩石疲劳破坏存在门槛值，及疲劳损伤扩展具有不均匀性和局部化现象，得出循环荷载轴向应力最大值(emax)的变化对疲劳损伤寿命影响很大，emax越接近峰值强度，岩石越易发生疲劳破坏。任建喜等利用与ct机配套的专用
2、在岩土工程勘察中，岩石或岩体的强度是勘察的重点内容，岩石或岩体的承载力也是做基础工程的重要数据。现有岩石强度及承载力确定方法主要采用室内试验结合经验数据确定。但一般现场选取岩石试样做试样获得数据具有一定的局限性。首先，室内试验对于岩石的完整性具有一定的要求，现场钻探有时会因为岩石的完整性不够而取不到完整岩石，或是因为岩石的节理裂隙发育导致岩石试验数据极低。其次，由于地质复杂的原因，取样法不能连续探测岩石或岩体的强度指标。
3、本专利技术正式解决室内试验获得参数的缺点，提供一种采用ct值确定岩石或岩体强度指标的方法，可通过将试样或现场进行扫描，根据ct值确定岩石或岩体的强度指标。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供了一种基于ct扫描确定岩石强度的方法，本专利技术通过建立了岩石或岩体ct值与强度的关系式，能够在无法进行强度试验的情况下，直接通过ct扫描得到岩石或岩体的ct值从而计算出其强度，可以解决现有技术中因取样不完整无法进行室内抗压实现，或因现有因地质复杂的原因，取样法不能连续探测岩石或岩体的强度指标的问题。
2、为了达到上述技术目的，本专利技术提供了一种基于ct扫描确定岩石强度的方法，具体步骤如下：
3、s1.选取岩性相同的岩石制成多个相同尺寸的岩石试件；
4、s2.对每个岩石试件进行单轴抗压强度试验，并在进行单轴抗压强度试验的同时进行ct扫描；具体是对每个岩石试件进行分级荷载加压试验，对应每级荷载进行ct扫描，得到该岩石试件在每级荷载下对应的ct值，直至该岩石试件达到破坏；
5、s3.对多个岩石试件分别进行试验，获得每个岩石试件的强度及其对应的ct值；并确定出岩石试件的初始ct值ct0、试验中岩石试件达到的最大ct值ctf和岩石试件能达到的最大抗压强度σf；
6、s4.将s3步骤中获得的多组抗压强度与ct值制成图像，确定出试件强度值σ与试件ct值之间形成的图像的斜率k；
7、s5.将s3步骤和s4步骤中的参数代入以下公式①中得到s1步骤中同类岩石的强度及ct值之间的计算公式：
8、
9、ct—岩石试件在强度为σ时的ct值，值域为试验中[ct0,ctf]；
10、σ—岩石试件达到的强度，其中σ≤σf；
11、σf—岩石试件达到的最大抗压强度；
12、ct0—岩石试件的初始ct值；
13、ctf—试验中岩石试件达到最大的ct值；
14、k—岩石试件强度值σ与岩石试件ct值之间形成的图像的斜率，即ct值随着轴向应力变化的快慢；
15、s6.在针对与s1步骤中岩性相同的岩石强度进行确定时，只用通过将岩石取样进行ct扫描，并将ct扫描的ct值代入s5步骤中得到的公式中，便可直接计算出该岩石的强度。
16、本专利技术较优的技术方案：所述s1步骤中将岩性相同的岩石制成直径d＝50mm，高度h＝100mm的圆柱体岩石试样，保证抗压试验时系统耦合良好；且s1步骤中岩石试样至少5个。
17、本专利技术较优的技术方案：所述s1步骤中的岩石包括花岗岩、中风化岩石、大理岩、砂岩。
18、本专利技术较优的技术方案：所述s5步骤的公式①是通过对多组岩性相同或不同的岩石试件进行单轴抗压强度试验的同时进行ct扫描，得到多组抗压强度与ct值，并将多组抗压强度与ct值制成图像，使用boltzmann函数进行拟合后，建立岩石强度指标与ct值的关系公式。
19、本专利技术中通过光学平台进行扫描，由射线探测平台进行接收，即可得出扫描数据；射线源与检测接收器固定在同一扫描机架上，同步地对被检物进行联动扫描，在一次扫描结束后，机架转动一个角度再进行下一次扫描，如此反复下去即可采集到若干组数据。扫描方法采用间断定位扫描，对短周期岩土试验在选定扫描参数后，即进行初次基本扫描，同时试验过程开始，仔细记录试验资料，注意观测试样位置形状的变化，到了预定的再次扫描的时间、位移或荷载，移动试验装置到初始位置，继续进行ct扫描，如此反复多次，直至试验结束。
20、本专利技术的ct原理为：ct技术是利用x射线源围绕物体旋转收集射线衰减信息来重建图像的一种无损检测技术。由x射线源发射出x射线经过被扫描物体，在一次扫描结束之后，机架转动一个角度再进行下一个角度的扫描，如此循环反复扫描，直到试件的每一面都被x射线穿过。x射线穿过被扫描物体之后，经过射线探测仪进行数据采集，由计算机系统进行数据储存、图像重构、图像显示、图像分析，再由系统控制返回到ct扫描装置，将这些信息综合处理后便可获得被检测物体某一断面的真实图像。ct值是ct扫描之后对扫描物体留下的一组数据，其揭示了被扫描物体的状态，被扫描物体的密实度越大，则扫描后的ct值越大。被扫描物体的硬度越高，反应出来的ct值也会越大。利用这个特点，可以快速鉴别岩石的强度。
21、本专利技术通过对多组岩石或岩体进行力学试验的同时进行ct扫描，得到多组岩石或岩体力学试验强度值对应的ct值，并将多组力学试验强度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于CT扫描确定岩石强度的方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描确定岩石强度的方法，其特征在于：所述S1步骤中将岩性相同的岩石制成直径d＝50mm，高度h＝100mm的圆柱体岩石试样，保证抗压试验时系统耦合良好；且S1步骤中岩石试样至少5个。
3.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描确定岩石强度的方法，其特征在于：所述S1步骤中的岩石包括花岗岩、中风化岩石、大理岩、砂岩。
4.根据权利要求1所述的一种基于CT扫描确定岩石强度的方法，其特征在于：所述S5步骤的公式①是通过对多组岩性相同或不同的岩石试件进行单轴抗压强度试验的同时进行CT扫描，得到多组抗压强度与CT值，并将多组抗压强度与CT值制成图像，使用Boltzmann函数进行拟合后，建立岩石强度指标与CT值的关系公式。
【技术特征摘要】
1.一种基于ct扫描确定岩石强度的方法，其特征在于，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于ct扫描确定岩石强度的方法，其特征在于：所述s1步骤中将岩性相同的岩石制成直径d＝50mm，高度h＝100mm的圆柱体岩石试样，保证抗压试验时系统耦合良好；且s1步骤中岩石试样至少5个。
3.根据权利要求1所述的一种基于ct扫描确定岩石强度的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：田浩源，王彬州，刘志航，赵建海，张关勋，宋书祥，
申请(专利权)人：中冶武勘工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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