【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩石力学测试，具体是指一种岩石力学测试系统。
技术介绍
1、在岩石力学性能研究领域，传统的测试方法往往存在诸多局限性。对于岩石的强度特性，以往仅通过简单的单参数测试来评估，缺乏对纵波速度、应力应变关系以及泊松比、剪切模量等多参数的综合考量，无法全面且精准地确定岩石的承载能力和变形特性，导致在工程应用中难以准确判断岩石是否能承受相应载荷，时常出现因岩石强度问题引发的结构变形、承载能力不足等状况，严重影响工程的安全性和稳定性。
2、在岩石状态特性方面，对孔隙率、孔隙形状、孔隙分布均匀度以及渗透率等因素的分析不够深入和系统。未能有效量化这些状态特性对岩石力学性能的影响，使得在岩石选择和工程设计时，无法充分考虑这些因素的作用，容易造成对岩石性能的误判，进而增加工程风险和不确定性。
3、此外，传统方法也未深入探究岩石力学性能测试值与状态性能测试值之间的内在关联，无法为岩石的综合性能评估提供有力依据，导致在工程实践中难以实现对岩石的精准选用和合理应用，无法有效平衡工程的安全性、可靠性与经济性，随着各类岩石工程建设的不断发展，如大型建筑地基、隧道挖掘、矿山开采等项目的日益增多，对岩石力学性能的准确评估变得愈发关键。如果不能准确掌握岩石的强度和状态特性以及它们之间的关系，将会在工程建设中面临诸多问题。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种岩石力学测试系统，为了解决上述提出的技术缺陷。
2、为实现以上目的，本专利
3、强度特性测试分析模块基于各个岩石测试样品的强度特性参数进行综合分析，通过分析得到各个岩石测试样品的力学性能测试值，且将各个岩石测试样品的力学性能测试值通过测试终端发送至综合特性关联分析模块；
4、状态特性测试分析模块基于各个岩石测试样品的状态特性参数进行综合分析，通过分析得到各个岩石测试样品的状态性能测试值，且将各个岩石测试样品的状态性能测试值通过测试终端发送至综合特性关联分析模块；
5、综合特性关联分析模块基于各个岩石测试样品的力学性能测试值和各个岩石测试样品的状态性能测试值进行综合特性关联分析，确定各个岩石测试样品的力学性能测试值和状态性能测试值是否存在线性相关关系；
6、岩石适用性分析模块基于给定的置信水平结合各个岩石测试样品的状态性能测试值进行力学性能预测值的置信区间计算分析，得到各个岩石测试样品的力学性能预测值的置信区间。
7、进一步地，所述强度特性测试分析模块的具体分析过程如下：
8、获取各个岩石测试样品的纵波速度，同时根据岩石测试样品的类型进行经验系数a和b的数值设定，将经验系数b作为纵波速度的次方根，再和经验系数a进行乘积计算，得到各个岩石测试样品的预强值yqi；其中，i表示各个岩石测试样品的编号，i＝1,2，……，n，n表示各个岩石测试样品编号的总数；
9、获取各个岩石测试样品的各测试应力值对应的各轴向应变值绘制出应力-应变曲线图，在应力-应变曲线图上选取两个点，将两个点的应力值以及轴向应变值分别进行作差计算，并将应力值的差值除以轴向应变值的差值，得到各个岩石测试样品的弹性模量ei；
10、获取各个岩石测试样品的横向应变值和轴向应变值，将横向应变值和轴向应变值进行作比计算，并取其负数值，得到各个岩石测试样品的泊松比bi；
11、依据公式计算出各个岩石测试样品的剪切模量ji；最后综合上述的各个岩石测试样品的预强值yqi、弹性模量ei、泊松比bi和剪切模量ji进行计算分析，依据公式计算出各个岩石测试样品的力学性能测试值qci。
12、进一步地，综合考虑岩石的应用场景，通过大量该场景下岩石样本的试验数据，分析其预强值、弹性模量、泊松比以及剪切模量对实际工程性能的影响，进而设定能有效区分岩石力学性能优劣的力学性能测试阈值范围，记为[qcmin,qcmax]。
13、进一步地，将各个岩石测试样品的力学性能测试值qci和设定的力学性能测试阈值范围[qcmin,qcmax]进行对比分析，得到各岩石测试样品的强度状态标记，其具体的对比分析方式如下：
14、若某个岩石测试样品的力学性能测试值qci≥qcmax，将该岩石测试样品记为高强度岩石；
15、若某个岩石测试样品的力学性能测试值qcmin＜qci＜qcmax，将该岩石测试样品记为中等强度岩石；
16、若某个岩石测试样品的力学性能测试值qci≤qcmin，将该岩石测试样品记为低强度岩石。
17、进一步地，所述状态特性测试分析模块的具体分析过程如下：
18、获取各个岩石测试样品的孔隙率，将孔隙率乘以设定的系数和1进行作差计算，取其差值的绝对值乘以孔隙率为0的岩石强度值，通过上述计算得到各个岩石测试样品的孔强值kqi；
19、获取各个岩石测试样品的孔隙形状和孔隙分布均匀度，将孔隙形状分为球形孔隙和针状孔隙，对球形孔隙的数值记为1，针状孔隙的数值根据孔隙长度进行取值，取值小于1，将各个岩石测试样品的孔隙率孔隙形状和孔隙分布均匀度分别乘以相应设定的系数再和1进行作差计算，取三者差值的绝对值进行相乘，再乘以无空隙岩石的弹性模量，通过上述计算得到各个岩石测试样品的孔弹值kei；
20、获取各个岩石测试样品的渗透率和渗透率变化量，将各个岩石测试样品的渗透率变化量和渗透率进行作比计算，再分别乘以设定的相关系数，将两项计算结果分别和1进行求和计算和求差计算，再将两项计算结果进行乘积计算，通过上述计算得到各个岩石测试样品的渗强值sqi；
21、最后综合上述的各个岩石测试样品的孔强值kqi、孔弹值kei以及渗强值sqi进行计算分析，依据公式计算出各个岩石测试样品的状态性能测试值zci。
22、进一步地，根据岩石在具体应用场景下的试验数据设定各个岩石测试样品的状态性能测试阈值zcmax，将各个岩石测试样品的状态性能测试值zci和设定的状态性能测试阈值zcmax进行对比分析，若某个岩石测试样品的状态性能测试值zci≥zcmax，则表示该岩石的状态特性对力学性能的影响较小，反之，则表示该岩石的状态特性对力学性能的影响较大。
23、进一步地，所述综合特性关联分析模块具体的分析方法如下：
24、以各个岩石测试样品的力学性能测试值qci作为纵坐标，各个岩石测试样品的状态性能测试值zci作为横坐标，将各个岩石测试样品的数据点绘制成一个散点图，若随着各个岩石测试样品的力学性能测试值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种岩石力学测试系统，包括力学参数测试获取模块、强度特性测试分析模块、状态特性测试分析模块、综合特性关联分析模块、岩石适用性分析模块和测试终端，其特征在于：所述力学参数测试获取模块通过采用各类测试设备对各个岩石测试样品的各项分析参数进行数据测试，将测试得到的数据发送至测试终端的内部进行备份记录，同时将数据经过测试终端分别发送至强度特性测试分析模块和状态特性测试分析模块；
2.根据权利要求1所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于：所述强度特性测试分析模块的具体分析过程如下：
3.根据权利要求2所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，综合考虑岩石的应用场景，通过大量该场景下岩石样本的试验数据，分析其预强值、弹性模量、泊松比以及剪切模量对实际工程性能的影响，进而设定有效区分岩石力学性能优劣的力学性能测试阈值范围，记为[QCmin,QCmax]。
4.根据权利要求3所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，将各个岩石测试样品的力学性能测试值QCi和设定的力学性能测试阈值范围[QCmin,QCmax]进行对比分析，得到各岩石测试样品的强度状态标记，其具
5.根据权利要求4所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，所述状态特性测试分析模块的具体分析过程如下：
6.根据权利要求5所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，根据岩石在具体应用场景下的试验数据设定各个岩石测试样品的状态性能测试阈值ZCmax，将各个岩石测试样品的状态性能测试值ZCi和设定的状态性能测试阈值ZCmax进行对比分析，若某个岩石测试样品的状态性能测试值ZCi≥ZCmax，则表示该岩石的状态特性对力学性能的影响较小，反之，则表示该岩石的状态特性对力学性能的影响较大。
7.根据权利要求6所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，所述综合特性关联分析模块具体的分析方法如下：
8.根据权利要求7所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，当线性相关系数R＝1时，表示各个岩石测试样品的力学性能测试值和状态性能测试值之间存在完全正线性相关关系；
9.根据权利要求1所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，所述岩石适用性分析模块具体的计算分析方法如下：
10.根据权利要求9所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于：根据计算得到的各个岩石测试样品的力学性能预测值的置信区间进行岩石的适用性评估分析，当工程要求岩石的抗压强度至少为90MPa时，而计算得到的某个岩石测试样品的力学性能预测值的置信区间包含低于95MPa的值，则表示该岩石测试样品在力学性能上可能无法适用工程要求，需要采用额外的加固处理确保工程的安全性；当某个岩石测试样品的力学性能预测值的置信区间较窄且满足工程要求，则说明对该岩石测试样品力学性能的预测更准确。
...【技术特征摘要】
1.一种岩石力学测试系统，包括力学参数测试获取模块、强度特性测试分析模块、状态特性测试分析模块、综合特性关联分析模块、岩石适用性分析模块和测试终端，其特征在于：所述力学参数测试获取模块通过采用各类测试设备对各个岩石测试样品的各项分析参数进行数据测试，将测试得到的数据发送至测试终端的内部进行备份记录，同时将数据经过测试终端分别发送至强度特性测试分析模块和状态特性测试分析模块；
2.根据权利要求1所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于：所述强度特性测试分析模块的具体分析过程如下：
3.根据权利要求2所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，综合考虑岩石的应用场景，通过大量该场景下岩石样本的试验数据，分析其预强值、弹性模量、泊松比以及剪切模量对实际工程性能的影响，进而设定有效区分岩石力学性能优劣的力学性能测试阈值范围，记为[qcmin,qcmax]。
4.根据权利要求3所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，将各个岩石测试样品的力学性能测试值qci和设定的力学性能测试阈值范围[qcmin,qcmax]进行对比分析，得到各岩石测试样品的强度状态标记，其具体的对比分析方式如下：
5.根据权利要求4所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，所述状态特性测试分析模块的具体分析过程如下：
6.根据权利要求5所述的一种岩石力学测试系统，其特征在于，根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝朋伟，江向阳，王猛，董继蕾，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。