一种爆破损伤岩样制备及宏细观结合的损伤程度测定方法

摘要

一种爆破损伤岩样制备及宏细观结合的损伤程度测定方法，属于损伤岩样的损伤程度测定方法。方法是：a，制作厚度为105mm的正方形岩块，在几何形心处安放炸药和雷管，在关键点处黏贴电阻应变片和加速度传感器，并与超动态数据采集仪连接；b，在爆破块度较大的岩块上，以关键点为圆心沿厚度方向钻取、打磨标准岩样，并收集不规则小岩块；c，对不规则岩块进行压汞试验，对爆破损伤标准岩样进行CT、核磁共振、纵波速度、渗透系数、弹性模量和单轴抗压强度测试；e，对同性质的完整岩样进行相同的宏细观试验；f以动态应变和加速度波形为依据，综合宏细观试验的数据，定量判定爆破冲击对于岩石材料的损伤程度。优点：方法操作简单，试验数据全面可靠。

主权项

一种爆破损伤岩样制备及宏细观结合的损伤程度测定方法，其特征是：该损伤程度测定方法包括：爆破损伤岩样的制备、对于爆破损伤岩样的细观试验和对于爆破损伤岩样的宏观试验；一、爆破损伤岩样的制备包括如下步骤：    a、制作长×宽×厚=500mm×500mm×105mm的岩石试件，其中长度和宽度不局限于500mm，与此相当即可，在上表面中心处沿厚度方向钻炮孔，孔径≤10mm，孔深53mm；    b、在上表面关键点处黏贴电阻应变片及加速度传感器，并通过数据线与超动态信号测试分析仪连接；    c、在中心钻孔内放置定量炸药及雷管，炮泥封孔，利用起爆器爆破；    d、利用超动态信号测试分析仪记录爆破过程中关键点的动态应变及加速度波形；    e、采用取芯钻在爆破后的块度较大的岩块上的关键点，该关键点为布置电阻应变片及加速度传感器的位置，沿厚度方向钻取直径φ=50mm的岩样，打磨后岩样高度为100mm，并收集该处的等效直径φ≈20mm不规则岩块；    在超动态信号测试分析仪通道数允许的情况下，布置应变片和加速度传感器的个数大于4个，每个关键点处同时黏贴电阻应变片及加速度传感器，且二者须尽量靠近；在每个关键点钻取岩样时，以应变片和加速度传感器为圆柱形试样的圆心；所述的关键点为炮孔与四个角点连线、四条边中点连线的远离炮孔的三等分点；    二、对于爆破损伤岩样的细观试验，本发明采用如下步骤：    a、对等效直径φ≈20mm的不规则岩块进行压汞试验，获取孔隙分布曲线；  b、采用工业或医用CT对损伤岩样进行CT扫描，沿岩样轴向均匀间隔选取5~10个扫描横断面，获得损伤岩样不同横断面上的CT数分布，对每个断面上的CT数进行统计，统计参数包括平均CT数、CT数方差和分布形态，确定岩样相对损伤程度；    c、采用真空饱和装置对损伤圆柱岩样进行饱和，然后采用核磁共振成像分析系统对其进行测试，获得岩样的孔隙度、横向弛豫时间T₂分布及谱面积，沿岩样轴向均匀间隔选取5~10断面获取核磁共振成像图；    三、对于爆破损伤岩样的宏观试验，本发明采用如下步骤：    a、采用超声波检测仪对损伤岩样进行测试，获取纵波速度V_p；    b、采用岩石渗透系数实验系统对损伤岩样进行测试，获取渗透系数K；    c、利用岩石压力试验机对损伤岩样进行单轴压缩试验，获得弹性模量E和单轴抗压强度R_c；    加工与爆破损伤岩样岩性相同的未经爆破的完整标准岩样(φ50mm×100mm)，并采取与上述步骤相同的细观试验和宏观试验，获得试验数据；以动态应变和加速度数据为依据，综合宏细观试验的数据，定量判定爆破冲击对于岩石材料的损伤程度。