四川大學周磊獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉四川大學申請的專利一種結合DIC與應變計測試靜載荷下巖石裂紋擴展韌度的方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116183373B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310198170.4,技術領域涉及:G01N3/08;該發明授權一種結合DIC與應變計測試靜載荷下巖石裂紋擴展韌度的方法是由周磊;陳劍星;馬雷鈞;朱哲明;鄧澤;王蒙設計研發完成,并于2023-03-03向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種結合DIC與應變計測試靜載荷下巖石裂紋擴展韌度的方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種結合DIC與應變計測試靜載荷下巖石裂紋擴展韌度的方法,包括對裂紋巖石試樣進行靜載荷加載,隨后利用數值圖像處理系統DIC計算裂紋擴展路徑中實時裂紋尖端的張開位移,根據裂紋尖端張開位移獲取裂紋擴展速度,獲得靜載荷下巖石裂紋擴展過程的擴展韌度值,利用擴展韌度值對巖石裂紋擴展過程進行評價。本發明通過利用工業相機與應變計同時測量裂紋起裂時間,精確確定巖石裂紋的起裂時間,為后續裂紋擴展速度的確定與裂紋擴展韌度的計算提供更好的實驗數據基礎,利用裂紋起裂韌度與裂紋擴展韌度對裂紋巖石的強度進行評價,從而達到裂紋擴展速度數據作進一步成果應用處理,能夠對巖石試樣的裂紋全擴展過程進行評估。
本發明授權一種結合DIC與應變計測試靜載荷下巖石裂紋擴展韌度的方法在權利要求書中公布了:1.一種結合DIC與應變計測試靜載荷下巖石裂紋擴展韌度的方法,其特征在于,包括以下步驟: A、制作裂紋巖石試樣,并在裂紋巖石試樣的裂紋尖端粘貼應變計; B、對裂紋巖石試樣進行靜載荷加載,獲取載荷時程曲線、應變計斷裂時刻曲線和正面圖像數據信息; C、根據載荷時程曲線、應變計斷裂時刻曲線進行同時域處理,同時域處理的特征是必須載荷時程曲線的開始采集時刻與應變計的開始采集時刻進行同時觸發,隨后確定裂紋巖石的起裂時間; D、根據正面圖像數據信息確定裂紋巖石正面的起裂時間; E、根據裂紋巖石的起裂時間、裂紋巖石正面的起裂時間確定裂紋起裂時間; tv=t1+t22 式中:tv為裂紋起裂時間;t1為裂紋巖石的起裂時間;t2為裂紋巖石正面的起裂時間; F、根據工業相機正面拍攝的圖像數據信息可以獲取裂紋擴展長度S時的裂紋尖端張開位移與裂紋擴展時間t,根據裂紋尖端張開位移時程曲線與圖像拍攝時間間隔信息獲取裂紋擴展速度; 所述步驟F中利用MATLAB程序對正面圖像數據信息進行截取幀數處理,對每一幀圖像進行分別裂紋擴展路徑實時觀察,在相同拍攝時間間隔內獲取裂紋的擴展路徑,隨后在數值圖像處理系統內依據裂紋擴展路徑設置監測點獲得裂紋尖端張開位移,對裂紋尖端的張開位移進行一次求導,得到張開位移的跳躍點,隨后對各個監測點的極值點進行提取,最后根據裂紋擴展長度計算出裂紋擴展速度; G、將裂紋起裂時間、裂紋擴展速度、載荷時程曲線帶入理論解析解公式或有限元數值模型進行計算,確定裂紋巖石的裂紋擴展韌度、起裂韌度、止裂韌度; 理論解析解公式的計算公式為: 式中:K I 0是靜載荷作用下的靜態應力強度因子;P maxt是電液伺服壓力機內部的載荷時程曲線;為裂紋巖石試樣的形狀因子;a為裂紋切槽的半長;R為巴西圓盤試樣的半徑;K I dt為裂紋巖石試樣裂紋擴展過程的擴展韌度;v為裂紋擴展速度; H、根據裂紋擴展韌度、起裂韌度、止裂韌度對巖石裂紋擴展過程中的斷裂特性進行評價,確定裂紋擴展過程的裂紋擴展韌度普遍規律; 當裂紋擴展韌度小于起裂韌度時,該時刻的裂紋擴展情況為裂紋快速擴展且裂紋巖石穩定性差; 當裂紋擴展韌度大于起裂韌度且小于止裂韌度,該時刻的裂紋擴展情況為裂紋減速擴展且裂紋巖石穩定性較好; 當裂紋擴展韌度大于止裂韌度時,該時刻的裂紋擴展情況為發生停滯現象。
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