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原文传递一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法

专利名称：	一种加载状态下岩芯应变、电阻率精细测试的系统与方法
摘要：	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。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽理工大学
发明人：	张平松;刘畅;李圣林;孙斌杨;欧元超;郭立全
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910837986.0
公开号：	CN110487634A
代理机构：	北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	姜海荣
分类号：	G01N3/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	232000 安徽省淮南市泰丰大街168号安徽理工大学
主权项：	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。
所属类别：	发明专利