CN110487634A - 一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法 - Google Patents
一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110487634A CN110487634A CN201910837986.0A CN201910837986A CN110487634A CN 110487634 A CN110487634 A CN 110487634A CN 201910837986 A CN201910837986 A CN 201910837986A CN 110487634 A CN110487634 A CN 110487634A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistivity
- strain
- core sample
- drill core
- optical fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 27
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012800 visualization Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000005483 Hooke's law Effects 0.000 description 1
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/041—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
- G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
- G01N3/066—Special adaptations of indicating or recording means with electrical indicating or recording means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
- G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
- G01N3/068—Special adaptations of indicating or recording means with optical indicating or recording means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0014—Type of force applied
- G01N2203/0016—Tensile or compressive
- G01N2203/0019—Compressive
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/006—Crack, flaws, fracture or rupture
- G01N2203/0067—Fracture or rupture
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/0058—Kind of property studied
- G01N2203/0069—Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
- G01N2203/0075—Strain-stress relations or elastic constants
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
- G01N2203/067—Parameter measured for estimating the property
- G01N2203/0682—Spatial dimension, e.g. length, area, angle
Abstract
本发明公开了一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法，该系统包括轴压加载装置、岩芯标本、环向光纤、轴向光纤等，环向光纤和轴向光纤布置于岩芯标本表面；岩芯标本表面还布设有多个电极片组；岩芯标本置于轴压加载装置中，环向光纤和轴向光纤分别与应变测试模块相连接，应变测试模块与计算机相连接；多组电极片通过数条铜芯导线与电阻率测试模块相连接，电阻率测试模块通过数据传输线与计算机相连接。本发明可用于岩芯标本的应变、电阻率的精细测试，测试结果可视化程度高，抗干扰能力强，输出稳定，能够获得岩芯标本在破坏前后的应变和电阻率的变化，结果可用于计算岩芯标本的力学参数和分析岩石在荷载下的变形破坏机理。
Description
技术领域
本发明涉及力学测试领域，具体涉及一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法。
背景技术
近年来，随着城市建设的需要，对表层地下空间和深部资源的需求日益增大。工程施工过程中难免会遇到诸多工程地质问题，例如城市地下空间围岩稳定性以及深层环境因采动影响造成的覆岩破坏而引起的“三带”变化等。因此工程中需要研究不同岩性岩石在荷载条件下内外部应力和变形的分布情况，尤其是需要精准确定危险部位的最大应力和变形规律。应力是在应变分析试验中间接得到的参量，只要在材料弹性范围内测定了应变，就可以由广义虎克定律得出应力。所以，岩芯应变值作为物理力学参数计算的基础，准确获取钻孔岩芯应变就显得尤为重要。另外，岩芯在加载状态下，其内部电阻率的变化情况也可反映出内部结构的变形与破坏过程及其特征。
现有岩芯的应变测试一般采用粘贴金属应变片方式，即在岩芯表面固定大量金属应变片，应变片随着被测物体表面的变形一起拉伸或者压缩，形变同样导致应变片电阻率发生变化，金属应变片电阻变化率与应变成正比，通过测量电阻率的变化来对岩芯应变进行测定。这种方法的缺陷十分明显：①无法实现分布式测量，采集频率低，输出信息量较少，无法实现精细测试；②对于应力集中部位的测量不够准确；③受材料本身属性的制约，动态测量时，接线往往需要采取屏蔽措施以防止干扰；④需要在岩芯表面附着大量应变片，操作难度较大。对于岩芯电阻率的测量，主要有岩芯视电阻率测量和在岩芯表面沿轴向布置单一电极片测线等方法，这些方法得到的结果对认识岩芯在加载状态下的变形破坏有一定的帮助，但无法三维立体成像出岩芯电阻率的变化特征，同样无法达到精细测试的目的。
因此，如何克服现有岩芯应变及电阻率参数测试方法的缺陷，是本领域技术人员亟须解决的一个问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统，该系统包括轴压加载装置、岩芯标本、分布式光纤、电极片、应变测试模块、铜芯导线、电阻率测试模块、计算机、数据传输线，其中，
岩芯标本外表面的轴向方向和环向方向均布有数条刻槽，分布式光纤包括环向光纤和轴向光纤，环向光纤和轴向光纤布置于岩芯标本表面的刻槽中；岩芯标本表面还布设有多个电极片组，每个电极片组由多个电极片组成且多个电极片构成位于岩芯标本表面的一条电阻率测线，多条电极测线沿岩芯标本的轴向排列，多条电阻率测线平行且均匀的分布于岩芯标本表面；
岩芯标本置于轴压加载装置中，环向光纤和轴向光纤分别与应变测试模块相连接，应变测试模块通过数据传输线与计算机相连接；多组电极片与数条铜芯导线相连接，数条铜芯导线与电阻率测试模块相连接，电阻率测试模块通过数据传输线与计算机相连接。
分布式光纤测试技术具有分布式、高精度、防腐蚀、抗干扰、结构简单和易于布设等特点。而基于光频域反射技术(OFDR)在应变测量上所达到的精度、范围以及空间分辨率都高于其他的分布式光纤传感技术。本发明基于OFDR对加载状态下岩芯应变进行实时动态测试，对于电阻率的测试采用在岩芯表面附着电极片，组成多个电极片组，增加数据组数的形式，构建电阻率三维测量模型，最终达到了精细测试的目的。
在上述技术方案的基础上，本发明还可做出如下改进：
优选的，所述环向光纤和轴向光纤由水泥封堵于岩芯标本表面的刻槽中，使光纤牢固固定在岩芯标本表面，确保了岩芯应变测试结果的准确性和稳定性。
优选的，多个电极片组中电极片的数量依岩芯标本的规格进行确定。
具体的，根据岩芯标本的不同，确定最佳的电极距，进而根据岩芯标本轴向长度确定最佳的电极数量，以达最佳的测试效果。
优选的，所述应变测试模块由ofdr解调仪构成，当待测光纤置于岩芯标本应变场中，光纤受应变影响，光纤内部折射率分布会有变化，相应的瑞利散射信号光的频率也会有变化，通过瑞利散射信号光的频率测量，可以对应岩芯标本应变场的变化，从而实现分布式光纤传感。该应变测试模块具有精度高、范围广以及空间分辨率高的特点。
优选的，所述电阻率测试模块由精度高、稳定性强的电法仪构成。
优选的，该系统工作的环境应温度恒定。因为分布式光纤的测试结果由应变和温度共同作用，故测试过程中应在温度恒定的操作间进行，以尽量减小温度因素对应变测试的影响，准确获得岩芯整个加载过程中的应变值大小。
另一方面，本发明还提供了一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的方法，包括以下步骤：
(1)、利用上述的测试系统，将岩芯标本置于轴压加载装置中，向岩芯标本持续施加轴压，此动态过程中连续采集轴向、环向应变数据，并在每组轴压下，依次采集不同电阻率测线的电阻率数据，捕捉岩石破裂时应变和电阻率的变化，直至岩芯标本完全破坏；
(2)、按照岩芯标本的规格建立三维建模的坐标系，得到岩芯标本应变分布空间展布和岩芯标本电阻率分布空间展布；
(3)、通过对岩芯标本的数据分析，得到岩芯变形破坏-应变-电阻率之间的关系，完成对加载状态下岩芯标本应变、电阻率的精细测试。
优选的，所述环向光纤和轴向光纤用于测试岩芯标本环向应变和轴向应变，经应变测试模块解析出一系列应变采样点上的应变值；然后，围绕岩芯标本建立三维直角坐标系，一个采样点对应一个空间坐标(x,y,z)，每个采样点对应的应变值为α，得到一系列有应变值的空间点(x,y,z,α)；然后，在MATLAB软件中根据岩芯标本三维模型以及若干采样点的应变值构建应变分布三维模型。
优选的，所述电极片在岩芯标本表面构成数条岩芯标本电阻率测线，经电阻率测试模块解析出一系列电阻率测试点上的电阻率数据；然后，在已建立的三维直角坐标系中，一个电阻率测试点对应一个空间坐标(a,b,c)，每个测试点对应的电阻率为ρ，得到一系列有电阻率值的空间点(a,b,c,ρ)；然后，在MATLAB软件中根据岩芯标本三维模型以及若干测试点的电阻率值构建电阻率分布三维模型。
优选的，根据电阻率分布三维模型能够得到岩芯标本内部的变形破坏情况，电阻率分布三维模型再结合应变分布三维模型能够得知岩芯标本在破坏变形时的应变情况，最终得到岩芯变形破坏-应变-电阻率之间的关系。
本发明一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法，结构设计科学合理，操作简单，具有测试效率高，测试精度高，测试效果好等优点，该套方法与系统可用于岩芯标本的应变、电阻率的精细测试，测试结果可视化程度高，抗干扰能力强，输出稳定，能够获得岩芯标本在破坏前后的应变和电阻率的变化，结果可用于计算岩芯标本的力学参数和分析岩石在荷载下的变形破坏机理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为分布式光纤在岩芯标本表面的布设方式；
图2为电极片在岩芯标本表面的布设方式；
图3为本发明一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统的整体结构示意图；
图4为三维建模的坐标系建立方式；
图5为本发明一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的方法的整体流程图；
其中，图中，
1-岩芯标本；2-环向光纤；3-轴向光纤；4-电极片；5-轴压加载装置；6-应变测试模块；7-电阻率测试模块；8-计算机；9-数据传输线；10-铜芯导线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-3所示，本发明实施例公开了一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统，该系统包括轴压加载装置5、岩芯标本1、分布式光纤、电极片4、应变测试模块6、数条铜芯导线10、电阻率测试模块7、计算机8、数据传输线9，其中，
岩芯标本1优选为柱状结构，岩芯标本1外表面的轴向方向和环向方向均布有数条刻槽，分布式光纤包括环向光纤2和轴向光纤3，环向光纤2和轴向光纤3布置于岩芯标本1表面的刻槽中，用水泥封堵，用于岩芯标本1的应变精细测试。
岩芯标本1表面还布设有三个电极片组，每个电极片组由八个电极片4组成且八个电极片4构成位于岩芯标本1表面的一条电阻率测线，三条电极测线沿岩芯标本1的轴向排列，三条电阻率测线平行且均匀的分布于岩芯标本1表面，即三条电阻率测线之间互成120°夹角，用于岩芯标本1的电阻率精细测试。
岩芯标本1置于轴压加载装置5中，环向光纤2和轴向光纤3分别与应变测试模块6相连接，应变测试模块6通过数据传输线9与计算机8相连接；岩芯标本1表面的三组电极片4与数条铜芯导线10相连接，数条铜芯导线10与电阻率测试模块7相连接，电阻率测试模块7通过数据传输线9与计算机8相连接。
为了进一步优化上述实施例的技术方案，多个电极片组中电极片4的数量依岩芯标本1的规格进行确定，根据岩芯标本1的不同，确定最佳的电极距，进而根据岩芯标本1轴向长度确定最佳的电极数量，以达最佳的测试效果。
为了进一步优化上述实施例的技术方案，应变测试模块6由ofdr解调仪构成。
为了进一步优化上述实施例的技术方案，电阻率测试模块7由电法仪构成。
为了进一步优化上述实施例的技术方案，该系统工作的环境应确保温度恒定。
如图3-5所示，本发明实施例还公开了一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的方法，具体包括以下步骤：
(1)、如图3所示，将岩芯标本1置于轴压加载装置5中，由轴压加载装置5提供轴向压力向岩芯标本1持续施加轴压(即提供递增的轴向压力)，每次加压，环向光纤2和轴向光纤3进行连续采集，实时记录岩芯标本1在不同轴压加载下的应变变化；为避免相互干扰，3条电阻率测线在每次加压后依次采集岩芯标本1的电阻率，采集完成后继续加压和采集，捕捉岩石破裂时应变和电阻率的变化，直至岩芯标本1完全破坏。
(2)、按照岩芯标本1的规格建立三维建模的坐标系，得到岩芯标本应变分布空间展布和岩芯标本电阻率分布空间展布；
如图4所示，三维建模的坐标系用于构建应变三维模型、电阻率三维模型，将测试结果精细化呈现。
对于应变三维建模，围绕岩芯标本1建立三维直角坐标系，根据采样点间隔，可得到每一个采样点的坐标(x,y,z)，选取应变采样点为三维应变建模数据点，若应变值为α，则可以得到一系列有应变值的空间点(x,y,z,α)，在MATLAB软件(此软件为现有技术，故此处不再过多描述)中根据岩芯标本三维模型以及若干采样点的应变值构建应变分布三维模型，以将岩芯应变测试结果精细化表达。
对于电阻率三维建模，在已建立的三维直角坐标系中，一个电阻率测试点对应一个空间坐标(a,b,c)，选取电阻率测试点为三维电阻率建模的数据点，若电阻率为ρ，则可以得到一系列有电阻率值的空间点(a,b,c,ρ)；在MATLAB软件中根据岩芯标本三维模型以及若干测试点的电阻率值构建电阻率分布三维模型，以将岩芯应变测试结果精细化表达。
另外，由于分布式光纤的测试结果由应变和温度共同作用，故测试过程中应在温度恒定的操作间进行，以尽量减小温度因素对应变测试的影响，获得岩芯标本1整个加载过程中的应变值大小。
(3)、轴压加载装置5为岩芯标本1提供递增的轴向压力，根据电阻率分布三维模型能够得到岩芯标本1内部的变形破坏情况，电阻率分布三维模型再结合应变分布三维模型便能够得知岩芯标本1在破坏变形时的应变情况，最终得到岩芯变形破坏-应变-电阻率之间的关系，达到精细测试的目的。
采用本发明系统与方法得到的测试结果可视化程度高，抗干扰能力强，输出稳定，能够获得岩芯标本1在破坏前后的应变和电阻率的变化，结果可用于计算岩芯标本1的力学参数和分析岩石在荷载下的变形破坏机理。
Claims (10)
1.一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统，其特征在于，该系统包括轴压加载装置(5)、岩芯标本(1)、分布式光纤、电极片(4)、应变测试模块(6)、铜芯导线(10)、电阻率测试模块(7)、计算机(8)、数据传输线(9)，其中，
岩芯标本(1)外表面的轴向方向和环向方向均布有数条刻槽，分布式光纤包括环向光纤(2)和轴向光纤(3)，环向光纤(2)和轴向光纤(3)布置于岩芯标本(1)表面的刻槽中；岩芯标本(1)表面还布设有多个电极片组，每个电极片组由多个电极片(4)组成且多个电极片(4)构成位于岩芯标本(1)表面的一条电阻率测线，多条电极测线沿岩芯标本(1)的轴向排列，多条电阻率测线平行且均匀的分布于岩芯标本(1)表面；
岩芯标本(1)置于轴压加载装置(5)中，环向光纤(2)和轴向光纤(3)分别与应变测试模块(6)相连接，应变测试模块(6)通过数据传输线(9)与计算机(8)相连接；多组电极片(4)与数条铜芯导线(10)相连接，数条铜芯导线(10)与电阻率测试模块(7)相连接，电阻率测试模块(7)通过数据传输线(9)与计算机(8)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统，其特征在于，所述环向光纤(2)和轴向光纤(3)由水泥封堵于岩芯标本(1)表面的刻槽中。
3.根据权利要求1所述的一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统，其特征在于，多个电极片组中电极片(4)的数量依岩芯标本(1)的规格进行确定。
4.根据权利要求1所述的一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统，其特征在于，所述应变测试模块(6)由ofdr解调仪构成。
5.根据权利要求1所述的一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统，其特征在于，所述电阻率测试模块(7)由电法仪构成。
6.根据权利要求1所述的一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统，其特征在于，该系统工作的环境应温度恒定。
7.一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、利用权利要求1至6任一项所述的测试系统，将岩芯标本(1)置于轴压加载装置(5)中，向岩芯标本(1)持续施加轴压，此动态过程中连续采集轴向、环向应变数据，并在每组轴压下，依次采集不同电阻率测线的电阻率数据，捕捉岩石破裂时应变和电阻率的变化，直至岩芯标本(1)完全破坏；
(2)、按照岩芯标本(1)的规格建立三维建模的坐标系，得到岩芯标本应变分布空间展布和岩芯标本电阻率分布空间展布；
(3)、通过对岩芯标本(1)的数据分析，得到岩芯变形破坏-应变-电阻率之间的关系，完成对加载状态下岩芯标本(1)应变、电阻率的精细测试。
8.根据权利要求7所述的一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的方法，其特征在于，所述环向光纤(2)和轴向光纤(3)用于测试岩芯标本(1)环向应变和轴向应变，经应变测试模块(6)解析出一系列应变采样点上的应变值；然后，围绕岩芯标本(1)建立三维直角坐标系，一个采样点对应一个空间坐标(x,y,z)，每个采样点对应的应变值为α，得到一系列有应变值的空间点(x,y,z,α)；然后，在MATLAB软件中根据岩芯标本三维模型以及若干采样点的应变值构建应变分布三维模型。
9.根据权利要求8所述的一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的方法，其特征在于，所述电极片(4)在岩芯标本(1)表面构成数条岩芯标本电阻率测线，经电阻率测试模块(7)解析出一系列电阻率测试点上的电阻率数据；然后，在已建立的三维直角坐标系中，一个电阻率测试点对应一个空间坐标(a,b,c)，每个测试点对应的电阻率为ρ，得到一系列有电阻率值的空间点(a,b,c,ρ)；然后，在MATLAB软件中根据岩芯标本三维模型以及若干测试点的电阻率值构建电阻率分布三维模型。
10.根据权利要求9所述的一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的方法，其特征在于，根据电阻率分布三维模型能够得到岩芯标本(1)内部的变形破坏情况，电阻率分布三维模型再结合应变分布三维模型能够得知岩芯标本(1)在破坏变形时的应变情况，最终得到岩芯变形破坏-应变-电阻率之间的关系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910837986.0A CN110487634A (zh) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | 一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910837986.0A CN110487634A (zh) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | 一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110487634A true CN110487634A (zh) | 2019-11-22 |
Family
ID=68556638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910837986.0A Pending CN110487634A (zh) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | 一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110487634A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111323455A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-06-23 | 大连理工大学 | 一种测量水下岩石加压过程动态电阻的装置和方法 |
| US20210302280A1 (en) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | Saudi Arabian Oil Company | Core holder for real-time measurement and visualization |
Citations (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101520317A (zh) * | 2009-04-10 | 2009-09-02 | 山东大学 | 基于光纤应变传感的岩石变形破裂三维动态测试系统 |
| CN101968412A (zh) * | 2010-10-21 | 2011-02-09 | 天津大学 | 一种动态应变测量装置及测量方法 |
| CN102175366A (zh) * | 2011-03-05 | 2011-09-07 | 河南理工大学 | 一种岩石三维应力状态的光纤光栅测试装置及测试方法 |
| CN103033565A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-04-10 | 山东大学 | 岩样破裂过程的声发射与电阻率联合监测装置及监测方法 |
| CN202974924U (zh) * | 2012-11-26 | 2013-06-05 | 武汉大学 | 一种土壤电阻率在线监测系统 |
| CN103344493A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-10-09 | 安徽理工大学 | 基于声发射原理的原岩应力测量方法和测试装置 |
| CN203414442U (zh) * | 2012-12-07 | 2014-01-29 | 山东大学 | 岩样破裂过程的声发射与电阻率联合监测装置 |
| US8970845B1 (en) * | 2012-05-31 | 2015-03-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | In-situ three-dimensional shape rendering from strain values obtained through optical fiber sensors |
| CN104748694A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-01 | 河海大学 | 一种应用分布式光纤光栅传感网测算岩样环向应变的方法 |
| CN105334310A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-02-17 | 山东科技大学 | 多场耦合状态下岩样电性特征测试装置及测试方法 |
| CN105637176A (zh) * | 2013-12-06 | 2016-06-01 | 哈里伯顿能源服务公司 | 使用电阻率图像进行的裂缝检测和表征 |
| CN106053237A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-10-26 | 山东大学 | 一种岩体宏细观损伤联合跟踪的仿地震动试验机及方法 |
| CN106772678A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-31 | 安徽理工大学 | 一种岩层变形破坏特征的井孔多参量探查方法 |
| CN106918629A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-07-04 | 河海大学 | 一种岩石特性测试系统及其岩石损伤演化测试方法 |
| CN106989687A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-07-28 | 安徽理工大学 | 围岩测试方法及测试系统 |
| CN107002489A (zh) * | 2015-01-07 | 2017-08-01 | 哈里伯顿能源服务公司 | 用于电阻率反演的函数地球模型参数化 |
| US20170299485A1 (en) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | Saudi Arabian Oil Company | Determining rock properties |
| CN107340318A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-10 | 太原理工大学 | 加压过程中井下水与煤试样的结构性测试装置及方法 |
| CN207472966U (zh) * | 2017-11-24 | 2018-06-08 | 石家庄铁道大学 | 一种应用于三轴土样电阻率分布测试的土样参数采集装置 |
| CN109142045A (zh) * | 2017-06-28 | 2019-01-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种检测岩心破裂信号的系统及方法 |
| US20190057168A1 (en) * | 2016-03-28 | 2019-02-21 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Obtaining micro- and macro-rock properties with a calibrated rock deformation simulation |
| CN109738490A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-10 | 东北大学 | 一种利用多通道电阻率反映受载岩石内部损伤及裂纹扩展的方法 |
| CN209182151U (zh) * | 2018-12-14 | 2019-07-30 | 西南交通大学 | 一种岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置 |
| CN209215096U (zh) * | 2018-12-14 | 2019-08-06 | 西南交通大学 | 一种自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置 |
| CN210690242U (zh) * | 2019-09-05 | 2020-06-05 | 安徽理工大学 | 一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统 |
-
2019
- 2019-09-05 CN CN201910837986.0A patent/CN110487634A/zh active Pending
Patent Citations (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101520317A (zh) * | 2009-04-10 | 2009-09-02 | 山东大学 | 基于光纤应变传感的岩石变形破裂三维动态测试系统 |
| CN101968412A (zh) * | 2010-10-21 | 2011-02-09 | 天津大学 | 一种动态应变测量装置及测量方法 |
| CN102175366A (zh) * | 2011-03-05 | 2011-09-07 | 河南理工大学 | 一种岩石三维应力状态的光纤光栅测试装置及测试方法 |
| US8970845B1 (en) * | 2012-05-31 | 2015-03-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | In-situ three-dimensional shape rendering from strain values obtained through optical fiber sensors |
| CN202974924U (zh) * | 2012-11-26 | 2013-06-05 | 武汉大学 | 一种土壤电阻率在线监测系统 |
| CN203414442U (zh) * | 2012-12-07 | 2014-01-29 | 山东大学 | 岩样破裂过程的声发射与电阻率联合监测装置 |
| CN103033565A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-04-10 | 山东大学 | 岩样破裂过程的声发射与电阻率联合监测装置及监测方法 |
| CN103344493A (zh) * | 2013-03-29 | 2013-10-09 | 安徽理工大学 | 基于声发射原理的原岩应力测量方法和测试装置 |
| CN105637176A (zh) * | 2013-12-06 | 2016-06-01 | 哈里伯顿能源服务公司 | 使用电阻率图像进行的裂缝检测和表征 |
| CN107002489A (zh) * | 2015-01-07 | 2017-08-01 | 哈里伯顿能源服务公司 | 用于电阻率反演的函数地球模型参数化 |
| CN104748694A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-07-01 | 河海大学 | 一种应用分布式光纤光栅传感网测算岩样环向应变的方法 |
| CN105334310A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-02-17 | 山东科技大学 | 多场耦合状态下岩样电性特征测试装置及测试方法 |
| US20190057168A1 (en) * | 2016-03-28 | 2019-02-21 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Obtaining micro- and macro-rock properties with a calibrated rock deformation simulation |
| US20170299485A1 (en) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | Saudi Arabian Oil Company | Determining rock properties |
| CN106053237A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-10-26 | 山东大学 | 一种岩体宏细观损伤联合跟踪的仿地震动试验机及方法 |
| CN106772678A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-31 | 安徽理工大学 | 一种岩层变形破坏特征的井孔多参量探查方法 |
| CN106918629A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-07-04 | 河海大学 | 一种岩石特性测试系统及其岩石损伤演化测试方法 |
| CN106989687A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-07-28 | 安徽理工大学 | 围岩测试方法及测试系统 |
| CN109142045A (zh) * | 2017-06-28 | 2019-01-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种检测岩心破裂信号的系统及方法 |
| CN107340318A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-10 | 太原理工大学 | 加压过程中井下水与煤试样的结构性测试装置及方法 |
| CN207472966U (zh) * | 2017-11-24 | 2018-06-08 | 石家庄铁道大学 | 一种应用于三轴土样电阻率分布测试的土样参数采集装置 |
| CN209182151U (zh) * | 2018-12-14 | 2019-07-30 | 西南交通大学 | 一种岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置 |
| CN209215096U (zh) * | 2018-12-14 | 2019-08-06 | 西南交通大学 | 一种自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置 |
| CN109738490A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-10 | 东北大学 | 一种利用多通道电阻率反映受载岩石内部损伤及裂纹扩展的方法 |
| CN210690242U (zh) * | 2019-09-05 | 2020-06-05 | 安徽理工大学 | 一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111323455A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-06-23 | 大连理工大学 | 一种测量水下岩石加压过程动态电阻的装置和方法 |
| CN111323455B (zh) * | 2020-03-23 | 2022-01-11 | 大连理工大学 | 一种测量水下岩石加压过程动态电阻的装置和方法 |
| US20210302280A1 (en) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | Saudi Arabian Oil Company | Core holder for real-time measurement and visualization |
| US11714029B2 (en) * | 2020-03-27 | 2023-08-01 | Saudi Arabian Oil Company | Core holder for real-time measurement and visualization |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103344705B (zh) | 一种应用声发射能量值测定岩石脆性指数的方法 | |
| CN101221104B (zh) | 基于分布式应变动态测试的结构健康监测方法 | |
| US20150035950A1 (en) | Integration of Digital Image Correlation with Acoustic Emission | |
| CN108982810A (zh) | 一种动力响应时空重构装置 | |
| CN108827669A (zh) | 一种用于模拟隧道变形破坏特性的试验系统 | |
| CN109839317A (zh) | 一种微型室内静力触探测试系统及方法 | |
| CN106404537B (zh) | 一种监测重型机床地基基础变形的实验方法 | |
| CN102865952A (zh) | 一种混凝土工作应力的无损测试方法 | |
| CN107882011B (zh) | 一种具有温度补偿功能的微型探头 | |
| CN110487634A (zh) | 一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法 | |
| CN112557499B (zh) | 一种基于超声波的节理对应力波透反射规律影响的实验方法 | |
| CN103174122A (zh) | 用于测试土体静止侧压力系数的侧向应力孔压探头 | |
| CN103575664A (zh) | 基于新型集成式复合传感器的结构多尺度健康监测装置与方法 | |
| CN104729777B (zh) | 一种用于相似模拟试验的应力测试装置及方法 | |
| CN105842067A (zh) | 应力变化与裂缝扩展方向测试装置及方法 | |
| CN103575332B (zh) | 一种多维多向应力应变监测系统 | |
| Wu et al. | Crack diagnosis method for a cantilevered beam structure based on modal parameters | |
| CN210690242U (zh) | 一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统 | |
| CN110487635A (zh) | 一种加载状态下岩芯电阻率及波速的快速测试系统及方法 | |
| Alejano et al. | Correcting indirect strain measurements in laboratory uniaxial compressive testing at various scales | |
| CN101476862A (zh) | 用于测量地质力学模型内部位移的应变式内部位移测试仪 | |
| Carpinteri et al. | Structural assessment of a 17th-century masonry vault with acoustic emissions and numerical techniques | |
| CN210690243U (zh) | 一种加载状态下岩芯电阻率及波速的快速测试系统 | |
| CN104634317B (zh) | 适用于模拟实验的隧道围岩分层沉降测试的装置和方法 | |
| Hegger et al. | Measuring the full-field strain response of uniaxial compression test specimens using distributed fiber optic sensing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |