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本发明公开了软岩力学特性仿真数据分析方法，该方法包括采集用于仿真的石油钻头钻进系统不同地质结构信息和软岩成分比例信息；使用K近邻算法进行数据集合；通过基于仿真软件设置算法参数及不同地层孔隙压力条件下石油钻头钻进力学数据种类进行石油钻头钻进参数仿真分析提示；将不同地层孔隙压力条件下石油钻头钻进参数监控采集到的每一组不同地层孔隙压力条件下石油钻头钻进参数监控数据送入不同地层孔隙压力条件下石油钻头钻进力学数据种类仿真模型；对仿真到的不同地层孔隙压力条件下石油钻头钻进力学数据种类进行微分方程解算；本发明用于准确高效地仿真出不同地层孔隙压力条件下石油钻头钻进参数进行有效仿真分析。

本发明实施例提供了一种岩石样本强度准则材料参数的构建方法及设备。所述方法包括：根据岩石样本及层理角度，采用曲线拟合的方式，获取材料参数与围压的关系，根据所述岩石样本及围压，采用曲线拟合的方式，获取材料参数与层理角度的关系；采用自定义的拟合函数，结合所述材料参数与围压的关系以及材料参数与层理角度的关系，获取材料参数与围压及层理角度的关系，构建岩石样本的强度准则材料参数预测值。本发明实施例提供的岩石样本强度准则材料参数的构建方法及设备，可以有效构建岩石样本的强度准则材料参数预测值，并且能够进一步确定岩石样本的强度准则材料参数预测值的准确性，并在此基础上得到改进的H‑B准则。

本发明公开了基于数字钻参数确定Hoek‑Brown准则中常数mi和强度包络线的方法，首先进行数字钻实验，得到数字钻参数，根据Hoek‑Brown准则以及数字钻参数之间的关系得到切削力Ft与推力Fn的关系曲线，计算出钻头前角α和钻头切割面和端面的岩石接触摩擦角θ；计算出压缩区与完整岩石的摩擦角#imgabs0#以及岩石的内摩擦角#imgabs1#绘制切削力Ft关于推力Fn的关系曲线，得到曲线截距b，计算出Hoek‑Brown准则中常数mi；将θ、#imgabs2#截距b代入岩石粘聚力c的方程式中计算出粘聚力c，进而计算出岩石单轴抗压强度UCS；将计算的常数mi、单轴抗压强度UCS代入H‑B准则，进而计算出岩石的三轴抗压强度TCS。本发明解决了现有计算常数mi方法的准确性、科学性、简易性无法保证的问题。

本发明公开了一种分析岩石在复杂卸荷应力条件下破坏机制的方法，包括：利用巴西劈裂、三点弯曲和直接剪切三类岩石力学基础试验，分别提取张拉与剪切微破裂的声发射特征参数、张拉与剪切断口的粗糙度特征参数以及产生单位面积剪切与张拉裂纹的耗散能特征参数，根据以上参数确定岩石在真三轴等复杂卸荷应力条件下破坏后微破裂的张拉与剪切属性、断面的张拉与剪切占比以及张拉与剪切耗能，最后综合确定岩石在复杂卸荷应力条件下的破坏机制。本发明为揭示复杂卸荷应力条件下岩石的破坏机制提供了切实可行的创新思路。

本发明公开了一种预测翼裂纹扩展轨迹的方法，属于岩体力学分析领域，本发明首先通过理论计算，并结合试验结果修正，得到不同裂隙倾角的张开裂隙在压剪状态下的尖端裂纹起裂角；接下来以裂隙倾角和裂纹起裂角的关系为基础，确定初始裂隙在微段内的翼裂纹扩展轨迹，然后将两条翼裂纹的端点连接，构成一条新的裂隙，即为等效裂隙；以等效裂隙为初始裂隙，继续确定下一个微段的扩展，以此类推，得到翼裂纹的扩展轨迹。本发明的预测结果与试验结果吻合较好，与传统的力学计算确定裂纹的扩展轨迹相比，本发明提供的方法能方便的得到翼裂纹扩展轨迹，方法简单，易于理解，便于操作。

本发明公开了一种基于应力差确定屈服点的节理剪切全过程损伤本构模型，S1、设定节理薄层细观单元体受荷即进入线弹性阶段，节理薄层细观单元体是各向同性的连续介质，细观单元体由无损状态转化为有损状态是瞬时完成的，且过程不可逆；S2、基于Weibull分布函数，定义外荷阀值F*，得到细观单元体的破坏概率密度函数；S3、基于流变模型力学元件，采用弹簧和摩擦片的组合模拟细观单元体受荷情况，得到剪切作用下节理的统计损伤本构模型；S4、根据岩土材料受荷损伤后即变为损伤与未损伤两部分，确定外荷阀值F*，得到剪切变形过程节理的损伤演化模型和节理剪切变形损伤本构模型；S5、确定所述节理剪切变形损伤本构模型参数m、u0、us；S6、验证本构模型的正确性。

本发明公开了一种改进Burgers岩石剪切蠕变模型的方法，包括以下步骤：S1、针对蠕变状态下岩石抗剪强度的时间差异性，构建一个由一个塑性元件和一个粘性元件并联而成描述岩石加速蠕变阶段力学特性的非线性元件；S2、采用广泛适用于流变领域的Kachanov定律，描述岩石加速蠕变阶段时效损伤函数D(t)；S3、基于时效损伤函数D(t)，确定抗剪强度τd的具体表达式τd(t)；S4、将残余强度τr引入抗剪强度函数τd(t)，构建考虑残余强度的修正抗剪强度函数τd(t)；S5、将修正抗剪强度函数τd(t)代入步骤S1的非线性元件中，确定元件本构方程γ(t)；S6、将元件本构方程γ(t)引入经典Burgers模型本构方程，获得精准反映全蠕变过程力学行为的改进Burgers模型本构方程γB(t)。

本发明公开了一种岩石在三轴压缩条件下破坏准则的构建方法，包括以下步骤：S1、针对线性Mohr‑Coulomb准则存在高估低围压段峰值强度，无法表征高围压段岩石破坏非线性特征的问题，依托Mohr‑Coulomb准则与内摩擦角φ构建新的中间变量S2、基于理论分析与试验结果分析，建立中间变量X随围压σ3变化的合理的函数表达式；S3、将中间变量带入Mohr‑Coulomb准则中，经过参数替换得到一个新的用于岩石常规三轴受压分析的经验破坏准则表达式；S4、采用多种岩石的试验数据对本发明所建立准则进行验证，并通过与现有五种常用准则的对比证明本发明所建立准则的优越性。

一种无动力应力锁死研究岩石蠕变的试验方法，通过直接在试验岩石上开孔，在孔内安装试验装置，通过在孔内试验设备的周围填充不同配合规格的膨胀剂模拟加载力，并配合试验装置的伸缩杆伸缩改变微控应力，通过埋设在膨胀剂内的压力传感器和岩石孔壁的应变片获取岩石蠕变数据再进行研究，此方法成本低，操作简单方便。