CN113899630B - 动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法 - Google Patents

动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113899630B
CN113899630B CN202111497645.7A CN202111497645A CN113899630B CN 113899630 B CN113899630 B CN 113899630B CN 202111497645 A CN202111497645 A CN 202111497645A CN 113899630 B CN113899630 B CN 113899630B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rock
crushing
energy
dynamic
strength
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.)
Active
Application number
CN202111497645.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113899630A (zh
Inventor
董广建
陈颖杰
付建红
苏堪华
侯学军
袁和义
王强
韩强
荣准
罗顺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN202111497645.7A priority Critical patent/CN113899630B/zh
Publication of CN113899630A publication Critical patent/CN113899630A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113899630B publication Critical patent/CN113899630B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • 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
    • G01N3/18—Performing tests at high or low temperatures
    • 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
    • G01N3/24—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces
    • 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
    • G01N3/60—Investigating resistance of materials, e.g. refractory materials, to rapid heat changes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，该方法包括，选取真实的深部地层对应的硬岩，采用高温加热冷却处理装置、新型多场耦合岩石动态力学测试装置、数字图像相关法表征硬岩在破碎过程中的多场应力环境，分析温度参数、机械动载和预静载参数对岩石自身多尺度破碎力学和能量耗散特征的影响，此种评价方法综合考虑交变大温差，动静外载，围压环境等多种条件下的岩石破碎力学分析，获得不同破碎模式的强度因子，分析破碎强度演化规律及破碎能耗响应规律，建立大温差交变载荷‑动态外载‑预静载耦合作用下硬岩动态破碎准则，对硬岩破碎力学评价有着极其重要的指导意义。

Description

动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法
技术领域
本发明涉及岩石破碎评价领域，特别是动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法。
背景技术
在石油钻井工程中，岩石可钻性是井生产中必需的一个基本数据，它在钻井生产中对于指导钻头选型、预测速、优选钻井参数等都有重要的应用价值。但是对于同样的地层或者具有相同岩石可钻性的地层，若其他条件相同而采取不同的钴头钻进，则取得的钻进效果是不同的。同样对于具有相同岩石可钻性的地层，若采用相同的钻头和相同的条件而采取不同的钴进措施(如不同的钻进参数或不同的水力参数等)，则取得的钻进效果是不同的。目前评价这种钻进效率差别的方法和模型尚不多见，而通常的方法只是利用钻速方程来计算各因素对钻速的影响，计算工作量大，分析不直观。目前主流的方法是根据岩石破碎的基本理论，通过牙轮头破碎岩石所消耗的能量分析，建立了岩石破碎评价方法，从而提高钻进效率，但目前评价参数和方法较为单一。
岩石破碎是采矿工程的基础学科之一，其发展的主要方面有：（1）研究与破碎有关的岩石物理力学性质及其测定方法，包括岩石坚固性、岩石可钻性、岩石可爆性和岩石崩落性等。（2）研究岩石破碎的物理机制、破碎过程，寻求这一过程的监控方法。（3）确定破碎工艺的合理工作参数，它与机械的控制系统相结合，可使机械在最优状态下工作。（4）探索岩石破碎新方法、新工艺、新器材，提高破碎质量和效率，降低破碎能耗和成本。
目前，现有技术均无法在多尺度下对岩石破碎力学进行分析，考虑的破碎力学角度较为单一，不能反映复杂破岩真实环境，因此需要一种多尺度多参数综合考虑岩石破碎力学分析。
本发明提供动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，该方法包括，选取真实的深部地层对应的硬岩，采用高温加热冷却处理装置、新型多场耦合岩石动态力学测试装置、数字图像相关法表征硬岩在破碎过程中的多场应力环境，分析温度参数、机械动载和预静载参数对岩石自身多尺度破碎力学和能量耗散特征的影响，此种评价方法综合考虑交变大温差，动静外载，围压环境等多种条件下的岩石破碎力学分析，获得不同破碎模式的强度因子，分析破碎强度演化规律及破碎能耗响应规律，建立大温差交变载荷-动态外载-预静载耦合作用下硬岩动态破碎准则，对硬岩破碎力学评价有着极其重要的指导意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，该方法包括，选取真实的深部地层对应的硬岩，采用高温加热冷却处理装置、新型多场耦合岩石动态力学测试装置、数字图像相关法表征硬岩在破碎过程中的多场应力环境，分析温度参数、机械动载和预静载参数对岩石自身多尺度破碎力学和能量耗散特征的影响，此种评价方法综合考虑交变大温差，动静外载，围压环境等多种条件下的岩石破碎力学分析，获得不同破碎模式的强度因子，分析破碎强度演化规律及破碎能耗响应规律，建立大温差交变载荷-动态外载-预静载耦合作用下硬岩动态破碎准则，对硬岩破碎力学评价有着极其重要的指导意义。
为实现以上技术效果，采用如下技术方案：
动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，包括以下步骤：
步骤S1：通过调研与现场考察手段，确定具有代表性的深部难钻目标层位，并采集矿场真实硬岩，根据测井录井数据确定对应层位岩石受到的围压值；
步骤S2：根据步骤S1采集的岩样，制备测试评价需要的样品；
步骤S3：对步骤S2制备的样品进行矿物组分分析和孔隙结构的微观分析，确定测试样品矿物组分和微观裂纹数量；
步骤S4：对步骤S2制备的样品进行交变大温差处理，采用高温加热冷却处理装置对步骤S2制备的测试样品进行“低温-高温-低温”交变大温差处理；
步骤S5：对步骤S4处理的样品进行孔隙结构的微观分析，确定微裂纹数量；
步骤S6：对步骤S4制备的样品进行高频动态外载处理，采用高频振动台对步骤S4制备的测试样品进行高频动态外载处理；
步骤S7：对步骤S6处理的样品进行孔隙结构的微观分析，确定微裂纹数量；
步骤S8：将步骤S4处理的测试样品放置三维分离式霍普金森压杆测试装置中，调控样品受到的围压、静态轴向外载力、单次冲击外载加载速率进行不同类型岩石破碎测试，测试过程同步对测试样品开展高速成像观测，确定破碎前微裂纹数量；
步骤S9：将步骤S6处理的测试样品放置三维分离式霍普金森压杆测试装置中，调控样品受到的围压、静态轴向外载力进行不同类型岩石破碎测试，测试过程同步对测试样品开展高速成像观测，确定破碎前微裂纹数量；
步骤S10：步骤S8和步骤S9中每组测试完成后，通过应力波平衡原理计算获得岩样破碎过程的应力、应变、应变率数据；
步骤S11：步骤S8和步骤S9中每组测试完成后，通过分形维数计算方法获得每组测试后样品的分形维数；
步骤S12：通过步骤S10的数据和动态强度变化因子计算公式获得同一破碎模式下测试样品的动态强度变化因子，同时获得不同破碎模式下的强度比值；
步骤S13：根据能量计算方法计算岩石破碎过程的入射能、反射能、透射能、岩石破碎吸收能；
步骤S14：根据步骤S10的数据和摩尔库伦准则获得测试样品的内聚力、内摩擦角；
步骤S15：根据步骤S1-步骤S14获得的数据，建立数据集，通过岩石破碎能量-强度配比因子计算方法获得数据集中岩石破碎能量-强度配比因子数据中的最大值和最小值。
进一步的，所述步骤S2中制备所需的样品，包括压缩破碎样品、拉伸破碎样品、剪切破碎样品。
进一步的，所述步骤S3矿物组分分析和孔隙结构的微观分析是通过X射线衍射、扫描电镜技术完成的。
进一步的，所述步骤S4的“低温-高温-低温”交变大温差处理，每组岩样最高温度控制在400~800℃之间，温度梯度为100℃，温度升降速率为10℃/min、20℃/min、30℃/min、50℃/min；所述步骤S6的高频动态外载处理，每组岩样最高评率控制在30~3000Hz之间，频率梯度为50Hz，每组频率对应的加速度值为5g。
进一步的，所述步骤S8的围压值为步骤S1确定的围压值；静态轴向外载力平均分成3组，幅值根据钻压确定；单次冲击外载加载速率通过控制岩样应变率实现，应变率分为50s-1、100s-1、200s-1、300s-1；不同类型岩石破碎测试包括压缩破碎测试、拉伸破碎测试、剪切破碎测试；测试过程同步开展的高速成像观测通过数字图像相关法进行数据测量，得到岩样破碎前全场裂纹数量。
进一步的，所述步骤S10应力、应变、应变率计算公式具体为：
Figure 487620DEST_PATH_IMAGE001
Figure 609159DEST_PATH_IMAGE002
Figure 572436DEST_PATH_IMAGE003
式中，
Figure 197452DEST_PATH_IMAGE004
为测试样品随时间变化的平均应力，其单位为MPa；
Figure 463349DEST_PATH_IMAGE005
为测试样品随时间变化的平均应变，无量纲；
Figure 931239DEST_PATH_IMAGE006
为测试样品受到的随时间变化的应变率，其单位为s-1；
Figure 839152DEST_PATH_IMAGE007
为杆的横截面积，其单位为m2；
Figure 318675DEST_PATH_IMAGE008
为测试样品长度，其单位为m；
Figure 145686DEST_PATH_IMAGE009
为入射脉冲应变，无量纲；
Figure 976239DEST_PATH_IMAGE010
为反射脉冲应变，无量纲；
Figure 156684DEST_PATH_IMAGE011
为透射脉冲应变，无量纲；
Figure 895575DEST_PATH_IMAGE012
为压杆弹性模量，其单位为MPa；
Figure 768853DEST_PATH_IMAGE013
为杆的波速，其单位为m/s；
Figure 821123DEST_PATH_IMAGE014
为测试样品的横截面积，其单位为m2。
进一步的，所述步骤S11的分形维数计算公式为：
Figure 929893DEST_PATH_IMAGE015
式中，
Figure 649587DEST_PATH_IMAGE016
为测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 428187DEST_PATH_IMAGE017
为某一颗粒直径范围内的颗粒数量；
Figure 357966DEST_PATH_IMAGE018
为某一颗粒直径，m。
进一步的，所述步骤S12的动态强度变化因子计算公式为：
Figure 145794DEST_PATH_IMAGE019
Figure 454415DEST_PATH_IMAGE020
Figure 794130DEST_PATH_IMAGE021
式中，
Figure 555412DEST_PATH_IMAGE022
为压缩强度变化因子，无量纲；
Figure 146931DEST_PATH_IMAGE023
为拉伸强度变化因子，无量纲；
Figure 700272DEST_PATH_IMAGE024
为剪切强度变化因子，无量纲；
Figure 820675DEST_PATH_IMAGE025
为动态岩石单轴压缩强度，其单位为MPa；
Figure 600412DEST_PATH_IMAGE026
为动态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 854676DEST_PATH_IMAGE027
为动态岩石剪切强度，其单位为MPa；
Figure 872310DEST_PATH_IMAGE028
为静态岩石压缩强度，其单位为MPa；
Figure 694773DEST_PATH_IMAGE029
为静态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 820860DEST_PATH_IMAGE030
为静态岩石剪切强度，其单位为MPa；
Figure 488602DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 626322DEST_PATH_IMAGE032
、
Figure 744320DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 967491DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 438924DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 558714DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 722979DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 433446DEST_PATH_IMAGE038
为拟合系数，无量纲；
Figure 567624DEST_PATH_IMAGE039
为载荷动态加载应变率，其单位为s-1，
Figure 945516DEST_PATH_IMAGE040
为载荷动态加载临界应变率，其单位为s-1。
进一步的，所述步骤S13的能量计算方法为：
Figure 15103DEST_PATH_IMAGE041
Figure 603079DEST_PATH_IMAGE042
Figure 150735DEST_PATH_IMAGE043
Figure 383133DEST_PATH_IMAGE044
式中，
Figure 482676DEST_PATH_IMAGE045
为测试系统的入射能，其单位为J；
Figure 433315DEST_PATH_IMAGE046
为测试系统反射能，其单位为J；
Figure 909296DEST_PATH_IMAGE047
为测试系统的透射能，其单位为J；
Figure 996200DEST_PATH_IMAGE048
为测试样品破碎的吸收能，其单位为J；
Figure 673169DEST_PATH_IMAGE007
为杆的横截面积，其单位为m2；
Figure 704579DEST_PATH_IMAGE012
为压杆弹性模量，其单位为MPa；
Figure 859617DEST_PATH_IMAGE013
为杆的波速，其单位为m/s；
Figure 801028DEST_PATH_IMAGE049
为动态透射应力，其单位为MPa；
Figure 507953DEST_PATH_IMAGE050
为动态入射应力，其单位为MPa；
Figure 167605DEST_PATH_IMAGE051
为动态反射应力，其单位为MPa。
进一步的，所述步骤S3确定的裂纹数量为
Figure 860754DEST_PATH_IMAGE052
、步骤S5确定的裂纹数量为
Figure 46885DEST_PATH_IMAGE053
；步骤S7确定的裂纹数量为
Figure 65656DEST_PATH_IMAGE054
；步骤S8确定的裂纹数量为
Figure 947025DEST_PATH_IMAGE055
；步骤S9确定的裂纹数量为
Figure 571429DEST_PATH_IMAGE056
；所述步骤S15的岩石破碎能量-强度配比因子计算方法为：
岩石压缩破碎能量-强度配比因子：
Figure 221853DEST_PATH_IMAGE057
Figure 411526DEST_PATH_IMAGE058
Figure 170403DEST_PATH_IMAGE059
Figure 470934DEST_PATH_IMAGE060
岩石拉伸破碎能量-强度配比因子：
Figure 975865DEST_PATH_IMAGE061
Figure 461073DEST_PATH_IMAGE062
Figure 582613DEST_PATH_IMAGE063
Figure 155677DEST_PATH_IMAGE064
岩石剪切破碎能量-强度配比因子：
Figure 170906DEST_PATH_IMAGE065
Figure 436802DEST_PATH_IMAGE066
Figure 780059DEST_PATH_IMAGE067
Figure 812606DEST_PATH_IMAGE068
式中，
Figure 292129DEST_PATH_IMAGE069
为交变大温差、单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 994506DEST_PATH_IMAGE070
为单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 949692DEST_PATH_IMAGE071
为交变大温差、高频动载、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 864558DEST_PATH_IMAGE072
为交变大温差、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 729746DEST_PATH_IMAGE073
为交变大温差、单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 462079DEST_PATH_IMAGE074
为单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 779928DEST_PATH_IMAGE075
为交变大温差、高频动载、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 764064DEST_PATH_IMAGE076
为交变大温差、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 608392DEST_PATH_IMAGE077
为交变大温差、单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 386993DEST_PATH_IMAGE078
为单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 192138DEST_PATH_IMAGE079
交变大温差、高频动载、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 841949DEST_PATH_IMAGE080
为交变大温差、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 416150DEST_PATH_IMAGE081
为岩石压缩破碎吸收能，其单位为J；
Figure 490285DEST_PATH_IMAGE082
为岩石拉伸破碎吸收能，其单位为J；
Figure 517147DEST_PATH_IMAGE083
为岩石剪切破碎吸收能，其单位为J；
Figure 108665DEST_PATH_IMAGE084
压缩破碎测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 537373DEST_PATH_IMAGE085
为拉伸破碎测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 782409DEST_PATH_IMAGE086
为压缩破碎测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 562146DEST_PATH_IMAGE025
为动态岩石单轴压缩强度，其单位为MPa；
Figure 550831DEST_PATH_IMAGE026
为动态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 834045DEST_PATH_IMAGE027
为动态岩石剪切强度，其单位为MPa；
Figure 656507DEST_PATH_IMAGE028
为静态岩石压缩强度，其单位为MPa；
Figure 517016DEST_PATH_IMAGE029
为静态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 184758DEST_PATH_IMAGE030
为静态岩石剪切强度，其单位为MPa。
本发明的有益效果：
本发明公开了动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，该方法包括，选取真实的深部地层对应的硬岩，采用高温加热冷却处理装置、新型多场耦合岩石动态力学测试装置、数字图像相关法表征硬岩在破碎过程中的多场应力环境，分析温度参数、机械动载和预静载参数对岩石自身多尺度破碎力学和能量耗散特征的影响，此种评价方法综合考虑交变大温差，动静外载，围压环境等多种条件下的岩石破碎力学分析，获得不同破碎模式的强度因子，分析破碎强度演化规律及破碎能耗响应规律，建立大温差交变载荷-动态外载-预静载耦合作用下硬岩动态破碎准则，对硬岩破碎力学评价有着极其重要的指导意义。
附图说明
图1为本发明的动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例1：
如图1 所示：
动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述评价方法包括以下步骤：
步骤S1：通过调研与现场考察手段，确定具有代表性的深部难钻目标层位，并采集矿场真实硬岩，根据测井录井数据确定对应层位岩石受到的围压值；
步骤S2：根据步骤S1采集的岩样，制备测试评价需要的样品；
步骤S3：对步骤S2制备的样品进行矿物组分分析和孔隙结构的微观分析，确定测试样品矿物组分和微观裂纹数量；
步骤S4：对步骤S2制备的样品进行交变大温差处理，采用高温加热冷却处理装置对步骤S2制备的测试样品进行“低温-高温-低温”交变大温差处理；
步骤S5：对步骤S4处理的样品进行孔隙结构的微观分析，确定微裂纹数量；
步骤S6：对步骤S4制备的样品进行高频动态外载处理，采用高频振动台对步骤S4制备的测试样品进行高频动态外载处理；
步骤S7：对步骤S6处理的样品进行孔隙结构的微观分析，确定微裂纹数量；
步骤S8：将步骤S4处理的测试样品放置三维分离式霍普金森压杆测试装置中，调控样品受到的围压、静态轴向外载力、单次冲击外载加载速率进行不同类型岩石破碎测试，测试过程同步对测试样品开展高速成像观测，确定破碎前微裂纹数量；
步骤S9：将步骤S6处理的测试样品放置三维分离式霍普金森压杆测试装置中，调控样品受到的围压、静态轴向外载力进行不同类型岩石破碎测试，测试过程同步对测试样品开展高速成像观测，确定破碎前微裂纹数量；
步骤S10：步骤S8和步骤S9中每组测试完成后，通过应力波平衡原理计算获得岩样破碎过程的应力、应变、应变率数据；
步骤S11：步骤S8和步骤S9中每组测试完成后，通过分形维数计算方法获得每组测试后样品的分形维数；
步骤S12：通过步骤S10的数据和动态强度变化因子计算公式获得同一破碎模式下测试样品的动态强度变化因子，同时获得不同破碎模式下的强度比值；
步骤S13：根据能量计算方法计算岩石破碎过程的入射能、反射能、透射能、岩石破碎吸收能；
步骤S14：根据步骤S10的数据和摩尔库伦准则获得测试样品的内聚力、内摩擦角；
步骤S15：根据步骤S1-步骤S14获得的数据，建立数据集，通过岩石破碎能量-强度配比因子计算方法获得数据集中岩石破碎能量-强度配比因子数据中的最大值和最小值。
步骤S2中制备所需的样品，包括压缩破碎样品、拉伸破碎样品、剪切破碎样品。
步骤S3矿物组分分析和孔隙结构的微观分析是通过X射线衍射、扫描电镜技术完成的。
步骤S4的“低温-高温-低温”交变大温差处理，每组岩样最高温度控制在400~800℃之间，温度梯度为100℃，温度升降速率为10℃/min、20℃/min、30℃/min、50℃/min；所述步骤S6的高频动态外载处理，每组岩样最高评率控制在30~3000Hz之间，频率梯度为50Hz，每组频率对应的加速度值为5g。
步骤S8的围压值为步骤S1确定的围压值；静态轴向外载力平均分成3组，幅值根据钻压确定；单次冲击外载加载速率通过控制岩样应变率实现，应变率分为50s-1、100s-1、200s-1、300s-1；不同类型岩石破碎测试包括压缩破碎测试、拉伸破碎测试、剪切破碎测试；测试过程同步开展的高速成像观测通过数字图像相关法进行数据测量，得到岩样破碎前全场裂纹数量。
进一步的，所述步骤S10应力、应变、应变率计算公式具体为：
Figure 588057DEST_PATH_IMAGE001
Figure 581421DEST_PATH_IMAGE002
Figure 663647DEST_PATH_IMAGE003
式中，
Figure 400658DEST_PATH_IMAGE004
为测试样品随时间变化的平均应力，其单位为MPa；
Figure 517519DEST_PATH_IMAGE005
为测试样品随时间变化的平均应变，无量纲；
Figure 416205DEST_PATH_IMAGE006
为测试样品受到的随时间变化的应变率，其单位为s-1；
Figure 392251DEST_PATH_IMAGE007
为杆的横截面积，其单位为m2；
Figure 526429DEST_PATH_IMAGE008
为测试样品长度，其单位为m；
Figure 638742DEST_PATH_IMAGE009
为入射脉冲应变，无量纲；
Figure 973908DEST_PATH_IMAGE010
为反射脉冲应变，无量纲；
Figure 171671DEST_PATH_IMAGE011
为透射脉冲应变，无量纲；
Figure 100751DEST_PATH_IMAGE012
为压杆弹性模量，其单位为MPa；
Figure 333149DEST_PATH_IMAGE013
为杆的波速，其单位为m/s；
Figure 432692DEST_PATH_IMAGE014
为测试样品的横截面积，其单位为m2。
所述步骤S11的分形维数计算公式为：
Figure 383331DEST_PATH_IMAGE015
式中，
Figure 257DEST_PATH_IMAGE016
为测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 87162DEST_PATH_IMAGE017
为某一颗粒直径范围内的颗粒数量；
Figure 357606DEST_PATH_IMAGE018
为某一颗粒直径，m。
步骤S12的动态强度变化因子计算公式为：
Figure 529961DEST_PATH_IMAGE019
Figure 809633DEST_PATH_IMAGE020
Figure 751044DEST_PATH_IMAGE021
式中，
Figure 598915DEST_PATH_IMAGE022
为压缩强度变化因子，无量纲；
Figure 258566DEST_PATH_IMAGE023
为拉伸强度变化因子，无量纲；
Figure 76349DEST_PATH_IMAGE024
为剪切强度变化因子，无量纲；
Figure 137846DEST_PATH_IMAGE025
为动态岩石单轴压缩强度，其单位为MPa；
Figure 156618DEST_PATH_IMAGE026
为动态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 897041DEST_PATH_IMAGE027
为动态岩石剪切强度，其单位为MPa；
Figure 659460DEST_PATH_IMAGE028
为静态岩石压缩强度，其单位为MPa；
Figure 575464DEST_PATH_IMAGE029
为静态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 624191DEST_PATH_IMAGE030
为静态岩石剪切强度，其单位为MPa；
Figure 258435DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 558966DEST_PATH_IMAGE032
、
Figure 188531DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 549105DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 405065DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 371272DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 261867DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 793343DEST_PATH_IMAGE038
为拟合系数，无量纲；
Figure 995654DEST_PATH_IMAGE039
为载荷动态加载应变率，其单位为s-1，
Figure 637988DEST_PATH_IMAGE040
为载荷动态加载临界应变率，其单位为s-1。
步骤S13的能量计算方法为：
Figure 383090DEST_PATH_IMAGE041
Figure 944522DEST_PATH_IMAGE042
Figure 775074DEST_PATH_IMAGE043
Figure 221099DEST_PATH_IMAGE044
式中，
Figure 945342DEST_PATH_IMAGE045
为测试系统的入射能，其单位为J；
Figure 818620DEST_PATH_IMAGE046
为测试系统反射能，其单位为J；
Figure 870889DEST_PATH_IMAGE047
为测试系统的透射能，其单位为J；
Figure 979660DEST_PATH_IMAGE048
为测试样品破碎的吸收能，其单位为J；
Figure 699354DEST_PATH_IMAGE007
为杆的横截面积，其单位为m2；
Figure 743533DEST_PATH_IMAGE012
为压杆弹性模量，其单位为MPa；
Figure 142154DEST_PATH_IMAGE013
为杆的波速，其单位为m/s；为动态透射应力，其单位MPa；为动态入射应力，其单位MPa；为动态反射应力，其单位MPa。
步骤S3确定的裂纹数量为
Figure 929981DEST_PATH_IMAGE052
、步骤S5确定的裂纹数量为
Figure 504182DEST_PATH_IMAGE053
；步骤S7确定的裂纹数量为
Figure 578317DEST_PATH_IMAGE054
；步骤S8确定的裂纹数量为
Figure 870758DEST_PATH_IMAGE055
；步骤S9确定的裂纹数量为
Figure 196697DEST_PATH_IMAGE056
；所述步骤S15的岩石破碎能量-强度配比因子计算方法为：
岩石压缩破碎能量-强度配比因子：
Figure 750038DEST_PATH_IMAGE057
Figure 136020DEST_PATH_IMAGE058
Figure 650178DEST_PATH_IMAGE059
Figure 641793DEST_PATH_IMAGE060
岩石拉伸破碎能量-强度配比因子：
Figure 190586DEST_PATH_IMAGE061
Figure 747469DEST_PATH_IMAGE062
Figure 873557DEST_PATH_IMAGE063
Figure 541298DEST_PATH_IMAGE064
岩石剪切破碎能量-强度配比因子：
Figure 944598DEST_PATH_IMAGE065
Figure 797016DEST_PATH_IMAGE066
Figure 20187DEST_PATH_IMAGE067
Figure 757199DEST_PATH_IMAGE068
式中，
Figure 874060DEST_PATH_IMAGE069
为交变大温差、单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 772745DEST_PATH_IMAGE070
为单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 748792DEST_PATH_IMAGE071
为交变大温差、高频动载、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 882970DEST_PATH_IMAGE072
为交变大温差、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 995282DEST_PATH_IMAGE073
为交变大温差、单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 330449DEST_PATH_IMAGE074
为单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 387266DEST_PATH_IMAGE075
为交变大温差、高频动载、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 466081DEST_PATH_IMAGE076
为交变大温差、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 432900DEST_PATH_IMAGE077
为交变大温差、单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 798022DEST_PATH_IMAGE078
为单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 483081DEST_PATH_IMAGE079
交变大温差、高频动载、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 100008DEST_PATH_IMAGE080
为交变大温差、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 45967DEST_PATH_IMAGE081
为岩石压缩破碎吸收能，其单位为J；
Figure 722936DEST_PATH_IMAGE082
为岩石拉伸破碎吸收能，其单位为J；
Figure 895291DEST_PATH_IMAGE083
为岩石剪切破碎吸收能，其单位为J；
Figure 177892DEST_PATH_IMAGE084
压缩破碎测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 119304DEST_PATH_IMAGE085
为拉伸破碎测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 967174DEST_PATH_IMAGE086
为压缩破碎测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 485880DEST_PATH_IMAGE025
为动态岩石单轴压缩强度，其单位为MPa；
Figure 444609DEST_PATH_IMAGE026
为动态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 506106DEST_PATH_IMAGE027
为动态岩石剪切强度，其单位为MPa；
Figure 118353DEST_PATH_IMAGE028
为静态岩石压缩强度，其单位为MPa；
Figure 265300DEST_PATH_IMAGE029
为静态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 886774DEST_PATH_IMAGE030
为静态岩石剪切强度，其单位为MPa。
本发明公开了动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，该方法包括，选取真实的深部地层对应的硬岩，采用高温加热冷却处理装置、新型多场耦合岩石动态力学测试装置、数字图像相关法表征硬岩在破碎过程中的多场应力环境，分析温度参数、机械动载和预静载参数对岩石自身多尺度破碎力学和能量耗散特征的影响，此种评价方法综合考虑交变大温差，动静外载，围压环境等多种条件下的岩石破碎力学分析，获得不同破碎模式的强度因子，分析破碎强度演化规律及破碎能耗响应规律，建立大温差交变载荷-动态外载-预静载耦合作用下硬岩动态破碎准则，对硬岩破碎力学评价有着极其重要的指导意义。
至此，本领域技术人员认识到，虽然本文已详尽展示和描述了本发明的实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导符合本发明原理的许多其他变形或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变形或修改。

Claims (8)

1.动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述评价方法包括以下步骤：
步骤S1：通过调研与现场考察手段，确定具有代表性的深部难钻目标层位，并采集矿场真实硬岩，根据测井录井数据确定对应层位岩石受到的围压值；
步骤S2：根据步骤S1采集的岩样，制备测试评价需要的样品；
步骤S3：对步骤S2制备的样品进行矿物组分分析和孔隙结构的微观分析，确定测试样品矿物组分和微观裂纹数量；
步骤S4：对步骤S2制备的样品进行交变大温差处理，采用高温加热冷却处理装置对步骤S2制备的测试样品进行“低温-高温-低温”交变大温差处理；
步骤S5：对步骤S4处理的样品进行孔隙结构的微观分析，确定微裂纹数量；
步骤S6：对步骤S4制备的样品进行高频动态外载处理，采用高频振动台对步骤S4制备的测试样品进行高频动态外载处理；
步骤S7：对步骤S6处理的样品进行孔隙结构的微观分析，确定微裂纹数量；
步骤S8：将步骤S4处理的测试样品放置三维分离式霍普金森压杆测试装置中，调控样品受到的围压、静态轴向外载力、单次冲击外载加载速率进行不同类型岩石破碎测试，测试过程同步对测试样品开展高速成像观测，确定破碎前微裂纹数量；
步骤S9：将步骤S6处理的测试样品放置三维分离式霍普金森压杆测试装置中，调控样品受到的围压、静态轴向外载力进行不同类型岩石破碎测试，测试过程同步对测试样品开展高速成像观测，确定破碎前微裂纹数量；
步骤S10：步骤S8和步骤S9中每组测试完成后，通过应力波平衡原理计算获得岩样破碎过程的应力、应变、应变率数据；
步骤S11：步骤S8和步骤S9中每组测试完成后，通过分形维数计算方法获得每组测试后样品的分形维数；
步骤S12：通过步骤S10的数据和动态强度变化因子计算公式获得同一破碎模式下测试样品的动态强度变化因子，同时获得不同破碎模式下的强度比值；
步骤S13：根据能量计算方法计算岩石破碎过程的入射能、反射能、透射能、岩石破碎吸收能；
步骤S14：根据步骤S10的数据和摩尔库伦准则获得测试样品的内聚力、内摩擦角；
步骤S15：根据步骤S1-步骤S14获得的数据，建立数据集，通过岩石破碎能量-强度配比因子计算方法获得数据集中岩石破碎能量-强度配比因子数据中的最大值和最小值；
所述步骤S4的“低温-高温-低温”交变大温差处理，每组岩样最高温度控制在400~800℃之间，温度梯度为100℃，温度升降速率为10℃/min、20℃/min、30℃/min、50℃/min；所述步骤S6的高频动态外载处理，每组岩样最高评率控制在30~3000Hz之间，频率梯度为50Hz，每组频率对应的加速度值为5g；
所述步骤S8的围压值为步骤S1确定的围压值；静态轴向外载力平均分成3组，幅值根据钻压确定；单次冲击外载加载速率通过控制岩样应变率实现，应变率分为50s-1、100s-1、200s-1、300s-1；不同类型岩石破碎测试包括压缩破碎测试、拉伸破碎测试、剪切破碎测试；测试过程同步开展的高速成像观测通过数字图像相关法进行数据测量，得到岩样破碎前全场裂纹数量。
2.如权利要求1所述的动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述步骤S2中制备所需的样品，包括压缩破碎样品、拉伸破碎样品、剪切破碎样品。
3.如权利要求1所述的动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述步骤S3矿物组分分析和孔隙结构的微观分析是通过X射线衍射、扫描电镜技术完成的。
4.如权利要求1所述的动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述步骤S10应力、应变、应变率计算公式具体为：
Figure 62019DEST_PATH_IMAGE001
Figure 754032DEST_PATH_IMAGE002
Figure 491044DEST_PATH_IMAGE003
式中，
Figure 952112DEST_PATH_IMAGE004
为测试样品随时间变化的平均应力，其单位为MPa；
Figure 381956DEST_PATH_IMAGE005
为测试样品随时间变化的平均应变，无量纲；
Figure 561265DEST_PATH_IMAGE006
为测试样品受到的随时间变化的应变率，其单位为s-1；
Figure 774072DEST_PATH_IMAGE007
为杆的横截面积，其单位为m2；
Figure 417543DEST_PATH_IMAGE008
为测试样品长度，其单位为m；
Figure 690392DEST_PATH_IMAGE009
为入射脉冲应变，无量纲；
Figure 419314DEST_PATH_IMAGE010
为反射脉冲应变，无量纲；
Figure 435811DEST_PATH_IMAGE011
为透射脉冲应变，无量纲；
Figure 933789DEST_PATH_IMAGE012
为压杆弹性模量，其单位为MPa；
Figure 643119DEST_PATH_IMAGE013
为杆的波速，其单位为m/s；
Figure 593757DEST_PATH_IMAGE014
为测试样品的横截面积，其单位为m2。
5.如权利要求1所述的动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述步骤S11的分形维数计算公式为：
Figure 413946DEST_PATH_IMAGE015
式中，
Figure 766430DEST_PATH_IMAGE016
为测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 640802DEST_PATH_IMAGE017
为某一颗粒直径范围内的颗粒数量；
Figure 78736DEST_PATH_IMAGE018
为某一颗粒直径，m。
6.如权利要求1所述的动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述步骤S12的动态强度变化因子计算公式为：
Figure 437036DEST_PATH_IMAGE019
Figure 909606DEST_PATH_IMAGE020
Figure 960739DEST_PATH_IMAGE021
式中，
Figure 823652DEST_PATH_IMAGE022
为压缩强度变化因子，无量纲；
Figure 985643DEST_PATH_IMAGE023
为拉伸强度变化因子，无量纲；
Figure 984823DEST_PATH_IMAGE024
为剪切强度变化因子，无量纲；
Figure 269174DEST_PATH_IMAGE025
为动态岩石单轴压缩强度，其单位为MPa；
Figure 619384DEST_PATH_IMAGE026
为动态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 647383DEST_PATH_IMAGE027
为动态岩石剪切强度，其单位为MPa；
Figure 766649DEST_PATH_IMAGE028
为静态岩石压缩强度，其单位为MPa；
Figure 956322DEST_PATH_IMAGE029
为静态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 793828DEST_PATH_IMAGE030
为静态岩石剪切强度，其单位为MPa；
Figure 359938DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 599290DEST_PATH_IMAGE032
、
Figure 959864DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 284666DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 654467DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 482746DEST_PATH_IMAGE036
、
Figure 279801DEST_PATH_IMAGE037
、
Figure 826320DEST_PATH_IMAGE038
为拟合系数，无量纲；
Figure 999812DEST_PATH_IMAGE039
为载荷动态加载应变率，其单位为s-1，
Figure 948177DEST_PATH_IMAGE040
为载荷动态加载临界应变率，其单位为s-1。
7.如权利要求1所述的动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述步骤S13的能量计算方法为：
Figure 853816DEST_PATH_IMAGE041
Figure 949948DEST_PATH_IMAGE042
Figure 599235DEST_PATH_IMAGE043
Figure 464423DEST_PATH_IMAGE044
式中，
Figure 535104DEST_PATH_IMAGE045
为测试系统的入射能，其单位为J；
Figure 118532DEST_PATH_IMAGE046
为测试系统反射能，其单位为J；
Figure 305931DEST_PATH_IMAGE047
为测试系统的透射能，其单位为J；
Figure 228887DEST_PATH_IMAGE048
为测试样品破碎的吸收能，其单位为J；
Figure 538646DEST_PATH_IMAGE007
为杆的横截面积，其单位为m2；
Figure 547053DEST_PATH_IMAGE012
为压杆弹性模量，其单位为MPa；
Figure 538143DEST_PATH_IMAGE013
为杆的波速，其单位为m/s；
Figure 377923DEST_PATH_IMAGE049
为动态透射应力，其单位为MPa；
Figure 796266DEST_PATH_IMAGE050
为动态入射应力，其单位为MPa；
Figure 26390DEST_PATH_IMAGE051
为动态反射应力，其单位为MPa。
8.如权利要求1所述的动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法，其特征在于，所述步骤S3确定的裂纹数量为
Figure 883488DEST_PATH_IMAGE052
、步骤S5确定的裂纹数量为
Figure 515457DEST_PATH_IMAGE053
；步骤S7确定的裂纹数量为
Figure 167019DEST_PATH_IMAGE054
；步骤S8确定的裂纹数量为
Figure 150018DEST_PATH_IMAGE055
；步骤S9确定的裂纹数量为
Figure 545227DEST_PATH_IMAGE056
；所述步骤S15的岩石破碎能量-强度配比因子计算方法为：
岩石压缩破碎能量-强度配比因子：
Figure 31703DEST_PATH_IMAGE057
Figure 119745DEST_PATH_IMAGE058
Figure 324462DEST_PATH_IMAGE059
Figure 523362DEST_PATH_IMAGE060
岩石拉伸破碎能量-强度配比因子：
Figure 864344DEST_PATH_IMAGE061
Figure 123287DEST_PATH_IMAGE062
Figure 815300DEST_PATH_IMAGE063
Figure 552312DEST_PATH_IMAGE064
岩石剪切破碎能量-强度配比因子：
Figure 13380DEST_PATH_IMAGE065
Figure 443224DEST_PATH_IMAGE066
Figure 356954DEST_PATH_IMAGE067
Figure 897656DEST_PATH_IMAGE068
式中，
Figure 478810DEST_PATH_IMAGE069
为交变大温差、单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 769238DEST_PATH_IMAGE070
为单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 498160DEST_PATH_IMAGE071
为交变大温差、高频动载、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 514657DEST_PATH_IMAGE072
为交变大温差、静载、围压耦合环境下岩石压缩破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 12635DEST_PATH_IMAGE073
为交变大温差、单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 456385DEST_PATH_IMAGE074
为单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 672603DEST_PATH_IMAGE075
为交变大温差、高频动载、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 492792DEST_PATH_IMAGE076
为交变大温差、静载、围压耦合环境下岩石拉伸破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 845276DEST_PATH_IMAGE077
为交变大温差、单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 725507DEST_PATH_IMAGE078
为单次冲击动载、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 163441DEST_PATH_IMAGE079
交变大温差、高频动载、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 521742DEST_PATH_IMAGE080
为交变大温差、静载、围压耦合环境下岩石剪切破碎能量-强度配比因子，其单位为J；
Figure 994311DEST_PATH_IMAGE081
为岩石压缩破碎吸收能，其单位为J；
Figure 779865DEST_PATH_IMAGE082
为岩石拉伸破碎吸收能，其单位为J；
Figure 705095DEST_PATH_IMAGE083
为岩石剪切破碎吸收能，其单位为J；
Figure 867086DEST_PATH_IMAGE084
压缩破碎测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 194163DEST_PATH_IMAGE085
为拉伸破碎测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 353880DEST_PATH_IMAGE086
为压缩破碎测试样品破碎后的分形维数，无量纲；
Figure 766406DEST_PATH_IMAGE025
为动态岩石单轴压缩强度，其单位为MPa；
Figure 466509DEST_PATH_IMAGE026
为动态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 648092DEST_PATH_IMAGE027
为动态岩石剪切强度，其单位为MPa；
Figure 41027DEST_PATH_IMAGE028
为静态岩石压缩强度，其单位为MPa；
Figure 940850DEST_PATH_IMAGE029
为静态岩石拉伸强度，其单位为MPa；
Figure 444643DEST_PATH_IMAGE030
为静态岩石剪切强度，其单位为MPa。
CN202111497645.7A 2021-12-09 2021-12-09 动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法 Active CN113899630B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111497645.7A CN113899630B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111497645.7A CN113899630B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113899630A CN113899630A (zh) 2022-01-07
CN113899630B true CN113899630B (zh) 2022-03-04

Family

ID=79025642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111497645.7A Active CN113899630B (zh) 2021-12-09 2021-12-09 动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113899630B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111024529A (zh) * 2019-12-09 2020-04-17 中南大学 一种高温下岩石动态力学性能测试方法及配套使用的加热炉
CN111122340A (zh) * 2020-01-10 2020-05-08 中国矿业大学 一种破碎岩体多场耦合试验及监测系统
CN112284927A (zh) * 2020-09-30 2021-01-29 中国科学院武汉岩土力学研究所 多方向岩石往复剪切-温度耦合及声学测试系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103884604B (zh) * 2014-04-08 2015-12-09 中国矿业大学 一种多功能高温高压三轴煤岩试验装置及方法
CN106769517B (zh) * 2017-02-22 2019-06-14 中国石油大学(北京) 一种孔隙压力条件下测试岩石断裂韧性的实验方法
US11143578B2 (en) * 2018-01-22 2021-10-12 Saudi Arabian Oil Company Determining in-situ rock stress
CN110018064A (zh) * 2019-05-13 2019-07-16 河南理工大学 一种多场耦合动态加载岩石力学实验装置及应用方法
CN112414874A (zh) * 2020-07-20 2021-02-26 贵州大学 一种高温条件下岩石剪切裂纹扩展的实验装置及实验方法
CN112557203B (zh) * 2020-11-11 2022-08-16 核工业北京地质研究院 针对含裂缝岩石的热水力耦合三轴试验方法
CN113702200A (zh) * 2021-07-15 2021-11-26 深圳大学 一种温压耦合双向电磁加载动态压剪实验装置及测试方法
CN113326591B (zh) * 2021-08-03 2021-10-08 西南石油大学 一种基于动态破岩能量平衡适配原理的钻头设计方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111024529A (zh) * 2019-12-09 2020-04-17 中南大学 一种高温下岩石动态力学性能测试方法及配套使用的加热炉
CN111122340A (zh) * 2020-01-10 2020-05-08 中国矿业大学 一种破碎岩体多场耦合试验及监测系统
CN112284927A (zh) * 2020-09-30 2021-01-29 中国科学院武汉岩土力学研究所 多方向岩石往复剪切-温度耦合及声学测试系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN113899630A (zh) 2022-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alm et al. The influence of microcrack density on the elastic and fracture mechanical properties of Stripa granite
Rajesh Kumar et al. Prediction of uniaxial compressive strength, tensile strength and porosity of sedimentary rocks using sound level produced during rotary drilling
CN103674739B (zh) 一种泥页岩脆裂性质的实验装置及其实验分析方法
Wang et al. Research on dynamic compressive behaviors of marble under high strain rates with split Hopkinson pressure bar
Shirani Faradonbeh et al. Fatigue failure characteristics of sandstone under different confining pressures
Han et al. An experimental study of dependence of optimum TBM cutter spacing on pre-set penetration depth in sandstone fragmentation
Yang et al. Experimental study of crack evolution in prefabricated double-fissure red sandstone based on acoustic emission location
Kahraman et al. Predicting the strength and brittleness of rocks from a crushability index
Jiang et al. Failure characteristics of surrounding rocks along the radial direction of underground excavations: An experimental study
Xiao et al. Investigation of active vibration drilling using acoustic emission and cutting size analysis
Cheshomi et al. Evaluation of single particle loading test to estimate the uniaxial compressive strength of sandstone
Tufekci et al. A new design test apparatus for determining direct tensile strength of rocks
Deng et al. Acoustic emission fractal characteristics of different prefabricated fractured sandstone under uniaxial compression tests
CN114544367A (zh) 基于岩心实验的储层可压裂性评价及压裂方案设计方法
Hoseinie et al. Effects of microfabric on drillability of rocks
Wang et al. Cutting energy characteristics for brittleness evaluation of rock using digital drilling method
Zhao et al. Numerical and experimental assessment of the sandstone fracture mechanism by non-uniform bonded particle modeling
Lei et al. Strain localization and cracking behavior of sandstone with two gypsum-infilled parallel flaws
Liu et al. Effect of joint orientation on the breakage behavior of jointed rock mass loaded by disc cutters
CN113899630B (zh) 动静外载温压耦合环境硬岩多尺度破碎参数评价方法
Rui-lang et al. In-situ tests on quantitative evaluation of rock mass integrity based on drilling process index
Khoshouei et al. A new look at hard rock abrasivity evaluation using acoustic emission technique (AET)
He et al. Improving measurement accuracy of Brazilian tensile strength of rock by digital image correlation
Raghavan et al. Prediction of cuttability from rock cutting resistance
CN116306131A (zh) 一种测试反演岩块破碎能耗的方法及装置

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant