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专利号: 2022105525316
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用圆环变形法测量岩石拉伸应变及其力学参数的方法,其特征在于,步骤包括:S1.在圆环试样的孔内安装变形传感器,变形传感器与试样的孔内壁紧密接触;

S2.利用试验机对圆环试样进行径向加载,并监测试样压缩过程中内孔直径在与载荷平行方向上的变形量;

S4.确定圆环试样材料圆环试样载荷与孔内竖向变形量之间的关系曲线;

S5.根据关系曲线计算圆环试样材料的拉伸应变值、极限拉伸断裂应变、弹性模量和抗拉强度。

2.根据权利要求1所述的一种利用圆环变形法测量岩石拉伸应变及其力学参数的方法,其特征在于,所述变形传感器包括断裂力学引伸计、加长铝杆、弹簧和弧形触头,断裂力学引伸计的测量端安装平行的两个加长铝杆,加长铝杆的另一端分别安装弧形触头,加长铝杆之间设置弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种利用圆环变形法测量岩石拉伸应变及其力学参数的方法,其特征在于,所述弹簧套设在限位螺丝上,限位螺丝连接两个加长铝杆;所述限位螺丝在一端设置螺纹,设置螺纹一端与加长铝杆上的螺孔连接。

4.根据权利要求1所述的一种利用圆环变形法测量岩石拉伸应变及其力学参数的方法,其特征在于,所述拉伸应变值的计算中,平面应力状态的圆环试件是由弹性梁弯曲而成,选取圆环弯曲的中性层,弯曲过程中中性层发生偏移。

5.根据权利要求4所述的一种利用圆环变形法测量岩石拉伸应变及其力学参数的方法,其特征在于,所述拉伸应变值计算方式为:其中,εA为圆环试样内径与其所受径向载荷作用线交点处的拉伸应变,单位为με;R为圆环试样外径,单位为mm;r为圆环试样内径,单位为mm;δ1为圆环内径的竖向变形量单位为mm;β为综合影响系数。

6.根据权利要求1所述的一种利用圆环变形法测量岩石拉伸应变及其力学参数的方法,其特征在于,所述极限拉伸断裂应变计算中,脆性材料在宏观裂纹萌生时伴随着载荷的跌落,确定圆环径向压缩的最大载荷Pmax计算获得极限拉伸断裂应变εt。

7.根据权利要求6所述的一种利用圆环变形法测量岩石拉伸应变及其力学参数的方法,其特征在于,所述极限拉伸断裂应变的计算方式为:其中,δ为极限载荷所对应的圆环内径的竖向变形量,单位为mm。

8.根据权利要求1所述的一种利用圆环变形法测量岩石拉伸应变及其力学参数的方法,其特征在于,所述弹性模量的计算方式为:其中,ka为铝制圆环试样载荷与孔内竖向变形量之间的关系曲线中弹性阶段的斜率,kr为圆环试样径向载荷与孔内竖向变形量之间的关系曲线中弹性阶段的斜率,E铝为铝的弹性模量。

9.根据权利要求1所述的一种利用圆环变形法测量岩石拉伸应变及其力学参数的方法,其特征在于,所述抗拉强度的计算方式为:其中,σt为抗拉强度,单位MPa。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种利用圆环变形法测量岩石拉伸应变及其力学参数的方法,其特征在于,应用于岩石或类岩石的拉伸应变值、极限拉伸断裂应变、弹性模量和抗拉强度测量中。