一种岩爆倾向性测试方法及岩爆倾向性测试设备

技术领域

本发明涉及岩体力学技术领域，具体而言，涉及一种岩爆倾向性测试方法及岩爆倾向性测试设备。

背景技术

岩爆是一种在岩体工程中常见的地质灾害，主要是由于岩石长期的累积应力和瞬时的力量作用而导致的岩石突然崩裂，其具有瞬时性、突发性、不确定性等特点，容易对其附近的作业人员造成重大安全损害。

为预防和减轻岩爆带来的危害，传统技术中通常采用支护结构来支撑岩体，但是当岩爆发生时，支护结构依然不能抵抗强大的破坏力，无法避免岩爆对人员和设备造成的损害。现有技术一般通过测量岩样变形脆性指数等力学指标来预测岩爆倾向性，能够在岩爆真正发生前进行预警，便于对现场进行提前处置。但是，单纯依赖测得的岩样的力学指标，容易导致预测结果与实际情况偏差较大，无法为现场岩爆倾向性判定提供准确的参考。

发明内容

本发明解决的问题是如何提升岩爆倾向性预测结果的准确性。

为解决上述问题，本发明提供一种岩爆倾向性测试方法，应用于岩爆倾向性测试设备，所述岩爆倾向性测试设备包括取样装置和测试装置；所述岩爆倾向性测试方法包括如下步骤：

获取测试岩样对应的基本信息，所述基本信息包括所述测试岩样的初始层理角度以及所述测试岩样所在的初始位置；

在所述取样装置对所述测试岩样的不同区域进行取样并得到多组子岩样后，基于所述初始层理角度，得到每组所述子岩样对应的层理角度，其中，不同组的所述子岩样对应的所述层理角度不同；

响应于所述测试装置对多组所述子岩样进行力学测试后发出的测试结果，生成每个所述层理角度对应的力学指标；

基于所述层理角度和所述力学指标，构建指标预测模型；

将所述初始位置周围预设范围内的目标岩样对应的多个目标层理角度输入到所述指标预测模型中，得到多个目标力学指标，并结合预设的分析策略得到测试结果，其中，所述测试结果包括所述预设范围内所述目标岩样对应的目标岩爆倾向性等级。

可选地，所述岩爆倾向性测试设备还包括岩样层理调整装置；所述在所述取样装置对所述测试岩样的不同区域进行取样并得到多组子岩样后，基于所述初始层理角度，得到每组所述子岩样对应的层理角度，包括：

获取所述测试岩样预设的第一取样面和第二取样面之间固定角度；

当所述测试岩样固定在所述岩样层理调整装置上时，获取所述第一取样面与水平面之间的角度，得到调整角度；

令所述取样装置的取样部件分别沿竖直方向和水平方向从所述第一取样面和所述第二取样面进入所述测试岩样进行取样，得到两组所述子岩样；

根据初始层理角度、所述固定角度和所述调整角度，生成每组所述子岩样对应的所述层理角度；

在所述测试岩样跟随所述岩样层理调整装置变换预设角度后，更新所述调整角度，并返回所述得到两组所述子岩样的步骤，直至所述调整角度大于预设的角度阈值。

可选地，所述令所述取样装置的取样部件分别沿竖直方向和水平方向从所述第一取样面和所述第二取样面进入所述测试岩样进行取样，得到两组所述子岩样，包括：

将所述测试岩样划分为至少两个取样空间；

令所述取样部件沿竖直方向从所述第一取样面进入所述测试岩样，并分别在每个所述取样空间内进行取样，得到至少两个所述层理角度相同的所述子岩样，作为一组所述子岩样；

令所述取样部件沿水平方向从所述第二取样面进入所述测试岩样，并分别在每个所述取样空间内进行取样，得到至少两个所述层理角度相同的所述子岩样，作为另一组所述子岩样。

可选地，所述力学指标包括冲击能量指数和弹性能量指数；所述测试结果包括每组所述子岩样对应的多个应力信息；所述响应于所述测试装置对多组所述子岩样进行力学测试后发出的测试结果，生成每个所述层理角度对应的力学指标，包括：

根据多个所述应力信息得到每组所述子岩样对应的多个子力学指标，所述子力学指标包括子弹性能量指数和子冲击能量指数；

基于每组所述子岩样对应的多个所述子弹性能量指数，得到该组所述子岩样对应的所述弹性能量指数；

基于每组所述子岩样对应的多个所述子冲击能量指数，得到该组所述子岩样对应的所述冲击能量指数；

将每组所述子岩样对应的所述弹性能量指数和所述冲击能量指数与对应的所述层理角度相关联，得到每个所述层理角度对应的所述力学指标。

可选地，所述基于所述层理角度和所述力学指标，构建所述力学指标的预测模型，包括：

基于所述力学指标构建初始指标预测模型；

根据每种所述层理角度对应的所述力学指标对所述初始指标预测模型进行训练，得到所述指标预测模型。

可选地，所述将所述初始位置周围预设范围内的目标岩样对应的多个目标层理角度输入到所述指标预测模型中，得到多个目标力学指标，并结合预设的分析策略得到测试结果，包括：

获取所述预设范围内所述目标岩样对应的多个所述目标层理角度；

将多个所述目标层理角度输入到所述指标预测模型中，得到对应的多个所述目标力学指标；

当所述目标力学指标处于任一预设的指标区间时，根据所述指标区间确定所述目标层理角度对应的岩爆倾向性等级，其中，所述指标区间的数量至少为四个，至少四个所述指标区间分别对应至少四种所述岩爆倾向性等级；

基于多个所述岩爆倾向等级和预设的判定规则，得到所述测试结果，其中，所述判定规则包括将最高的所述岩爆倾向性等级作为所述目标岩爆倾向性等级。

可选地，所述岩爆倾向性测试设备还包括打磨设备；在所述获取测试岩样对应的基本信息之后，还包括：

获取所述测试岩样预设安装面的平整度，所述平整度包括所述安装面与水平面的倾斜角；

令所述打磨设备对所述安装面进行打磨，直至所述平整度满足预设的平整条件，所述平整条件包括所述倾斜角小于预设倾斜角。

本发明通过获取测试岩样的初始层理角度和所在的初始位置等基本信息，为后续层理角度的确定提供可靠依据，也有利于保障后续测试结果的准确性；通过一块测试岩样获取多组子岩样有利于提高测试效率，不同组的子岩样对应的层理角度不同，便于后续结合力学指标和层理角度多维度地评估岩爆倾向性，有利于保障测试结果的真实性和可靠性；除此之外，基于测试岩样的初始角度得到子岩样的层理角度，还有利于保障层理角度的准确性，避免人工采用角度测量工具等进行测量导致的层理角度偏差，进一步提高测试结果的准确性；根据多组子岩样力学测试对应的测试结果可以得到每种层理角度对应的力学指标，有助于挖掘层理角度与力学性能之间的深度关联，为岩爆测试倾向提供可靠的数据基础，避免单纯依赖测得的力学指标导致预测结果的不准确；基于每种层理角度及其对应的力学指标构建指标预测模型，有利于提高模型的适用性，同时采用考虑层理效应的多维度的数据还能减少现有技术中单纯依赖测得的力学指标导致的过拟合的风险，保障模型的稳定性和准确性；将初始位置周围预设范围内的目标岩样对应的目标层理角度输入到指标预测模型中得到多个目标力学指标，能够确保测试岩样与目标岩样的层理构造相同，进而保障指标预测模型与评估区域的适配性，在此基础上结合预设的分析策略得到测试结果，有利于提高测试结果的可靠性，对于现场工程实践具有重要参考价值和指导意义。

本发明还提供一种岩爆倾向性测试设备，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，当所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上所述的岩爆倾向性测试方法；所述岩爆倾向性测试设备还包括：取样装置和测试装置；所述取样装置用于对测试岩样的不同区域进行取样并得到多组子岩样，所述测试装置用于对多组所述子岩样进行力学测试并得到测试结果。

可选地，所述岩爆倾向性测试设备还包括岩样层理调整装置；所述岩样层理调整装置包括岩样固定部和角度调整部；所述岩样固定部用于固定所述测试岩样，所述角度调整部与所述岩样固定部活动连接，所述角度调整部用于带动所述岩样固定部和所述测试岩样变换预设角度。

可选地，所述岩样固定部包括基座以及在所述基座周围设置的多个固定件，所述固定件的一端与所述基座固定连接，另一端与所述测试岩样相抵接；

所述角度调整部包括相对设置的定长支柱组件和伸缩支柱组件，所述定长支柱组件和所述伸缩支柱组件设有与所述基座的底面连接的铰接端，当所述伸缩支柱组件变换预设长度时，所述基座随之带动所述测试岩样变换所述预设角度。

本发明提供的岩爆倾向性测试设备与所述岩爆倾向性测试方法相较于现有技术的优势基本相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明实施例的岩爆倾向性测试方法的流程图；

图2为本发明实施例的岩样层理调整装置的结构示意图；

图3为本发明实施例的岩样层理调整装置中固定件的结构示意图；

图4为本发明实施例的岩样层理调整装置中伸缩支柱的结构示意图。

附图标记说明：

1-固定部；11-基座；12-固定件；121-连接板；122-抵接件；1221-高强度弹簧；1222-伸缩杆；1223-柔性块；2-调整部；21-定长支柱组件；22-伸缩支柱组件；221-伸缩支柱；2211-第一调整支柱；2212-第二调整支柱；2213-限位件；3-铰接端。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”；术语“可选地”表示“可选的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

附图中Z轴表示竖向，也就是上下位置，并且Z轴的正向(也就是Z轴的箭头指向)表示上，Z轴的负向表示下；附图中X轴表示水平方向，并指定为左右位置，并且X轴的正向(也就是X轴的箭头指向)表示右侧，X轴的负向表示左侧；附图中Y轴表示前后位置，并且Y轴的正向(也就是Y轴的箭头指向)表示前侧，Y轴的负向表示后侧。同时需要说明的是，前述Z轴、Y轴及X轴的表示含义仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明一实施例提供一种岩爆倾向性测试方法，应用于岩爆倾向性测试设备，岩爆倾向性测试设备包括取样装置和测试装置；岩爆倾向性测试方法包括如下步骤：

S1：获取测试岩样对应的基本信息，基本信息包括测试岩样的初始层理角度以及测试岩样所在的初始位置。

具体地，由于岩石层理复杂多变，往往呈现一定的区域性，即使是相同种类的岩石，由于其层理发育不同，若所处区域范围不同，层理构造等可能差异较大，对应的力学指标也会呈现较大差异。本实施例中为保证预测结果的准确性，需要获取测试岩样所在的初始位置，为后续应用指标预测模型时提供位置参考。在不对岩样造成力学性质影响的条件下，通过弱爆破等方法获取一定量岩体，并挑选一块作为测试岩样。本实施例所指初始位置即为测试岩样被分离前所处的位置，可以较为准确的反映其附近一定区域内岩石的总体特性。优选地，测试岩样尺寸约为长55cm，宽55cm，高35cm；本实施例所指初始层理角度表示测试岩样整体的层理角度，测试岩样的层理角度应当具有一致性，优选岩样层理与水平面(即X轴和Y轴所在平面)平行的岩样作为测试岩样，即测试岩样的初始层理角度优选为0°。

在本实施例中，通过获取测试岩样的初始层理角度和所在的初始位置等基本信息，为后续层理角度的确定提供可靠依据，也有利于保障后续结果的准确性。

S2：在取样装置对测试岩样的不同区域进行取样并得到多组子岩样后，基于初始层理角度，得到每组子岩样对应的层理角度，其中，不同组的子岩样对应的层理角度不同。

具体地，取样装置对测试岩样的不同区域进行取样，得到多组子岩样，每组中至少包括一个子岩样，优选地，每组子岩样的数量不少于五个。同一组的子岩样的层理角度相同，例如：取样装置在测试岩样的同一面上连续取样两次，得到的子岩样对应的层理角度相同；而不同组的子岩样对应的层理角度不同，例如：取样装置在测试岩样相互垂直的两个面上分别取样，得到两组子岩样对应的层理角度则不同，或者取样装置按照不同的倾斜角度在测试岩样上进行取样，得到的不同组子岩样对应的层理角度也不同。而基于测试岩样的初始层理角度即可准确计算出子岩样对应的层理角度，例如：已知测试岩样的初始层理角度为0°，取样装置从垂直于水平面的方向(即Z轴方向)对测试岩样进行取样，则子岩样对应的层理角度为0°。

应当理解的是，相较于现有技术中不考虑岩样层理角度的影响仅关注岩样单一的力学指标的方法，本实施例中仅在一块测试岩样中即可获取多组子岩样，有利于提高测试效率。在此基础上，不同组的子岩样对应的层理角度不同，便于后续力学指标与层理角度相结合评估岩爆倾向性，从多个维度准确分析子岩样特性，保障测试结果的真实性和可靠性，有利于避免现有技术中单纯依赖测得的岩样的力学指标，导致预测结果与实际情况偏差较大的情况。

在本实施例中，基于一块测试岩样获取多组子岩样有利于提高测试效率，不同组的子岩样对应的层理角度不同，便于后续结合力学指标和层理角度多维度地评估岩爆倾向性，有利于保障测试结果的真实性和可靠性；除此之外，基于测试岩样的初始角度得到子岩样的层理角度还有利于保障层理角度的准确性，避免人工采用角度测量工具进行测量导致的层理角度偏差，进一步提高测试结果的准确性。

S3：响应于测试装置对多组岩样进行力学测试后发出的测试结果，生成每个层理角度对应的力学指标。

具体地，得到子岩样后可以通过测试装置进行力学性能测试，如：抗压强度测试装置、抗拉强度测试装置及硬度测试装置等，进而得到如岩样抗压强度、应变、硬度等测试结果。以抗压强度测试装置为例，一般包括基座、施力单元和数据采集单元，将子岩样放置在基座上，施力单元不断向子岩样施加压力，直至子岩样发生破坏，获取数据采集单元记录的数据，即可得到该子岩样的抗压强度数据。由于岩样的力学性能可以很大程度上影响其发生岩爆的倾向性，本实施例根据测试结果得到每种层理角度对应的力学指标，如：冲击能量指数、弹性能量指数等，可以为岩爆测试倾向提供可靠的数据基础。

在本实施例中，根据多组子岩样进行力学测试后对应的测试结果可以得到每个层理角度对应的力学指标，有助于挖掘层理角度与力学性能之间的深度关联，力学性能结合岩体的层理效应，为岩爆测试倾向提供可靠的数据基础，避免单纯依赖测得的力学指标导致预测结果的不准确。

S4：基于层理角度和力学指标，构建指标预测模型。

具体地，获取了每种层理角度对应的力学指标后，可以基于多维度的岩石特征数据构建指标预测模型，例如，线性回归预测、决策树、神经网络、支持向量机等模型；优选地，为进一步提高预测效率、节约算力，指标预测模型可以选取选用多项式函数进行拟合。

在本实施例中，基于每种层理角度及其对应的力学指标构建指标预测模型，有利于提高模型的泛化能力，提高模型的适用性。同时，采用考虑层理效应的多维度的数据还能减少现有技术中单纯依赖测得的力学指标导致的过拟合的风险，有利于保障模型的稳定性和准确性。

S5：将初始位置周围预设范围内的目标岩样对应的多个目标层理角度输入到指标预测模型中，得到多个目标力学指标，并结合预设的分析策略得到测试结果，其中，测试结果包括预设范围内目标岩样对应的目标岩爆倾向性等级。

具体地，由于岩石作为一种层理异常发育的岩体，在不同区域层理构造有所不同，而即使在同一区域，不同位置岩体层理角度的不同也严重影响其承载能力。本实施例所指初始位置的周围预设范围内表示与测试岩样处于同一岩层的范围，能够保障测试岩体与目标测试岩体的层理构造相同，保障指标预测模型与评估区域的适配性，进一步提高测试结果的可靠性。将目标岩样对应的目标层理角度输入到指标预测模型中，可以预测出目标岩样对应的目标力学性能，在此基础上结合预设的分析策略得到测试结果，进而准确评估岩爆倾向性等级。例如，将岩爆倾向性等级按照由低到高可以分为无岩爆、轻微岩爆、中等岩爆和强烈岩爆，每种等级对应目标力学指标不同，如，当目标岩样的目标层理角度对应的冲击能量指数大于5时，则预测可能发生强烈岩爆。

本实施例通过获取测试岩样的初始层理角度和所在的初始位置等基本信息，为后续层理角度的确定提供可靠依据，也有利于保障后续测试结果的准确性；通过一块测试岩样获取多组子岩样有利于提高测试效率，不同组的子岩样对应的层理角度不同，便于后续结合力学指标和层理角度多维度地评估岩爆倾向性，有利于保障测试结果的真实性和可靠性；除此之外，基于测试岩样的初始角度得到子岩样的层理角度，还有利于保障层理角度的准确性，避免人工采用角度测量工具等进行测量导致的层理角度偏差，进一步提高测试结果的准确性；根据多组子岩样力学测试对应的测试结果可以得到每种层理角度对应的力学指标，有助于挖掘层理角度与力学性能之间的深度关联，为岩爆测试倾向提供可靠的数据基础，避免单纯依赖测得的力学指标导致预测结果的不准确；基于每种层理角度及其对应的力学指标构建指标预测模型，有利于提高模型的适用性，同时采用考虑层理效应的多维度的数据还能减少现有技术中单纯依赖测得的力学指标导致的过拟合的风险，保障模型的稳定性和准确性；将初始位置周围预设范围内的目标岩样对应的目标层理角度输入到指标预测模型中得到多个目标力学指标，能够确保测试岩样与目标岩样的层理构造相同，进而保障指标预测模型与评估区域的适配性，在此基础上结合预设的分析策略得到测试结果，有利于提高测试结果的可靠性，对于现场工程实践具有重要参考价值和指导意义。

可选地，岩爆倾向性测试设备还包括岩样层理调整装置；在取样装置对测试岩样的不同区域进行取样并得到多组子岩样后，基于初始层理角度，得到每组子岩样对应的层理角度，包括：

获取测试岩样预设的第一取样面和第二取样面之间固定角度；

当测试岩样固定在岩样层理调整装置上时，获取第一取样面与水平面之间的角度，得到调整角度；

令取样装置的取样部件分别沿竖直方向和水平方向从第一取样面和第二取样面进入测试岩样进行取样，得到两组子岩样；

根据初始层理角度、固定角度和调整角度，生成每组子岩样对应的层理角度；

在测试岩样跟随岩样层理调整装置变换预设角度后，更新调整角度，并返回得到两组子岩样的步骤，直至调整角度大于预设的角度阈值。

具体地，本实施例所指取样装置表示能够从测试岩样中获取部分岩样作为子岩样的装置，例如，取样装置包括能够在竖直方向或水平方向平移的取样部件，取样部件可以为空心筒状结构，当空心筒状结构从竖直方向逐渐向下平移与测试岩样接触后，即可从测试岩样中钻取一个圆柱形的子岩样。本实施例所指第一取样面和第二取样面为预先在测试岩样中选择的取样面，第一取样面与第二取样面所呈的角度为固定角度。为便于测试岩样在岩样层理调整装置上的固定以及便于取样装置取样，当测试岩样固定于岩样调整装置上时，优选测试岩样的顶面为第一取样面，测试岩样的侧面为第二取样面，应当理解的是，若测试岩样为正方体或长方体，其四个侧面均为第二取样面，若测试岩样为圆柱体，其外环面为第二取样面。优选地，本实施例中测试岩样为便于固定的正方体，固定角度优选为90°，即第一取样面与第二取样面相互垂直。

在一实施例中，本实施例的执行主体(即控制器)可以通过人工测量第一取样面和第二取样面之间角度后将结果输入来获取固定角度，也可以通过图像采集装置或激光扫描装置对测试岩样进行扫描，进而获取固定角度。而第一取样面和水平面之间的调整角度则需要通过计算获取，例如，本实施例中测试岩样为正方体，当测试岩样安装在岩样层理调整装置上以后，第一取样面与水平面之间平行，则调整角度为0°。在经历一次取样后，测试岩样跟随岩样层理调整装置变换预设角度(如15°)，则更新后的调整角度为15°。令取样装置的取样部件分别沿竖直方向(即Z轴方向)和水平方向(即X轴或Y轴方向)从第一取样面和第二取样面进入测试岩样进行取样，得到两组子岩样，在此基础上，结合测试岩样的初始层理角度、固定角度以及调整角度即可得到子岩样对应的层理角度。例如，在第一次取样时，初始层理角度和调整角度均为0°，则取样部件沿竖直方向从第一取样面进入测试岩样进行取样，得到的子岩样对应的层理角度也为0°；而由于固定角度为90°，则取样部件沿水平方向从第二取样面进入测试岩样进行取样，得到的子岩样对应的层理角度为90°。在调整角度更新后(如调整角度变化为15°)，从第一取样面获取的子岩样对应的层理角度为15°，从第二取样面获取的子岩样对应的层理角度为75°。由此可见，本实施例中从第一取样面获得的子岩样对应的层理角度为当前的调整角度，第一取样面和第二取样面得到的两个子岩样对应的层理角度之和等于固定角度。基于此，就可以快速准确地获取每个子岩样对应的层理角度。当调整角度大于预设角度阈值时(如大于75°)，停止取样。

在本实施例中，每次测试岩样随岩样层理调整装置变换预设角度后，根据更新后的调整角度、初始层理角度和固定角度即可得快速得到从第一取样面和第二取样面获取每组子岩样对应的层理角度。无需使用其他辅助测量工具进行人工测量，提高层理角度的精度，进而保障了预测结果的准确性。在此基础上，若每次调整装置变换的预设角度固定，还可以使得子岩样对应的层理角度的计算效率进一步提高。同时，本实施例中仅通过岩样层理调整装置带动测试岩样进行角度变换，即可在同一测试岩样上获得多个层理角度不同的子岩样，且取样装置的取样部件仅需沿水平方向或竖直方向运动即可完成取样，无需反复调整取样装置的倾斜角度和所在位置，在简化操作提高效率的同时，避免取样装置倾斜作业时产生应力影响子岩样的力学指标。

可选地，令取样装置的取样部件分别沿竖直方向和水平方向从第一取样面和第二取样面进入测试岩样进行取样，得到两组子岩样，包括：

将测试岩样划分为至少两个取样空间；

令取样部件沿竖直方向从第一取样面进入测试岩样，并分别在每个取样空间内进行取样，得到至少两个层理角度相同的子岩样，作为一组子岩样；

令取样部件沿水平方向从第二取样面进入测试岩样，并分别在每个取样空间内进行取样，得到至少两个层理角度相同的子岩样，作为另一组子岩样。

具体地，为避免单一数据的偶然性，本实施例中将测试岩样划分为至少两个取样空间，针对每种层理角度至少获取两个子岩样作为一组。为进一步提高指标预测模型的准确性，优选地，将测试岩样划分为至少五个取样空间。例如：以第一取样面的中心为原点，将测试岩样在竖直方向(即Z轴方向)均分为5个取样空间，分别记为一区、二区、三区、四区和五区。取样部件沿竖直方向移动，从第一取样面分别进入五个区域，钻取五个子岩样，假设固定角度等于90°，调整角度和初始层理角度为0°，则本次取样获得的五个子岩样对应的层理角度均为0°，分别记为0-1号、0-2号、0-3号、0-4号和0-5号子岩样。保持调整角度不变的情况下，取样部件沿水平方向从第二取样面分别进入五个区域钻取子岩样，获得的五个子岩样对应的层理角度均为90°，分别记为90-1号、90-2号、90-3号、90-4号和90-5号子岩样。

在本实施例中，将测试岩样划分为至少两个取样空间，在调整角度固定时，分别从同一取样面进入至少两个取样空间内各取一个子岩样，对应得到至少两个相同层理角度的子岩样，有利于避免单个数据的偶然性影响模型的可靠性，进一步提高预测结果的准确性。

可选地，力学指标包括冲击能量指数和弹性能量指数；测试结果包括每组子岩样对应的多个应力信息；响应于测试装置对多组子岩样进行力学测试后发出的测试结果，生成每个层理角度对应的力学指标，包括：

根据多个应力信息得到每组子岩样对应的多个子力学指标，子力学指标包括子弹性能量指数和子冲击能量指数；

基于每组具有同种层理角度的子岩样对应的多个子弹性能量指数，得到该组所述子岩样对应的弹性能量指数；

基于每组具有同种层理角度的子岩样对应的多个子冲击能量指数，得到该组所述子岩样对应的冲击能量指数；

将每组子岩样对应的弹性能量指数和冲击能量指数与对应的层理角度相关联，得到每个层理角度对应的力学指标。

具体地，可以对子岩样进行力学性能实验，得到每组内多个子岩样对应的多个子力学指标，进而基于每组子岩样对应的子力学指标得到该层理角度对应的力学指标。例如，对上述0-1号、0-2号、0-3号、0-4号和0-5号子岩样分别进行抗压测试，分别得到五个应力应变曲线，并计算对应的子弹性能量指数和子冲击能量指数。其中，子弹性能量指数满足：

W

式中，W

子冲击能量指数满足：

W

式中，W

在此基础上，对于每个层理角度(如0°)，其对应5个子冲击能量指数，基于此即可得到每个层理角度对应的力学指标，例如，取5个子冲击能量指数的均值作为该层理角度对应的冲击能量指数。优选地，将5个子冲击能量指数中最大项和最小项去除后取均值。

在本实施例中，据多个应力信息得到每组子岩样对应的多个子力学指标，在此基础上，基于每组子岩样对应的多个子力学指标，得到每个层理角度对应的力学指标，有利于保障力学指标的准确性、真实性，避免单个数据的偶然性影响力学指标的准确性，进一步提高预测结果的准确性。

可选地，基于层理角度和力学指标，构建指标预测模型，包括：

根据力学指标和预设的分析策略，得到每种层理角度对应的等级标签，等级标签包括岩爆倾向性等级；

基于力学指标构建初始指标预测模型；

根据每种层理角度对应的力学指标对初始指标预测模型进行训练，得到指标预测模型。

具体地，力学指标能够较为准确的反映出岩体的稳定性，对于评价岩爆倾向性具有重要意义。可以基于力学指标构建初始指标预测模型，例如，采用线性回归预测、决策树、神经网络、支持向量机等模型；例如，为提高岩爆倾向性的现场测试效率，减轻算力压力，初始指标预测模型采用拟合的函数对每种层理角度对应的力学指标进行拟合，其中，拟合函数满足：

Y＝a

Z＝b

式中，Y表示弹性能量指数的拟合值，Z表示冲击能量指数的拟合值，X表示层理角度，a

在本实施例中，根据层理角度和力学指标对初始指标预测模型进行训练，得到能够根据现场情况预测不同层理角度对应力学指标的预测模型。应当理解的是，在现场不同区域选取不同的测试岩样，可以对应生成不同的指标预测模型，实现对现场不同区域的不同层理构造或同一区域不同层理角度岩样的力学指标预测。

可选地，将初始位置周围预设范围内的目标岩样对应的多个目标层理角度输入到指标预测模型中，得到多个目标力学指标，并结合预设的分析策略得到测试结果，包括：

获取预设范围内目标岩样对应的多个目标层理角度；

将多个目标层理角度输入到指标预测模型中，得到对应的多个目标力学指标；

当目标力学指标处于任一预设的指标区间时，根据指标区间确定目标层理角度对应的岩爆倾向性等级，其中，指标区间的数量至少为四个，至少四个指标区间分别对应至少四种岩爆倾向性等级；

基于多个岩爆倾向等级和预设的判定规则，得到测试结果，其中，判定规则包括将最高的岩爆倾向性等级作为目标岩爆倾向性等级。

在本实施例中，初始位置周围预设范围内的目标岩样保障了目标岩样与测试岩样的层理构造相同，提高模型的适用性；将多个目标层理角度输入到指标预测模型中，得到对应的多个目标力学指标，在此基础上，根据目标力学指标与至少四个预设的指标区间的位置关系确定对应的岩爆倾向性等级。其中，至少四个指标区间分别对应至少四种岩爆倾向性等级，例如：对于冲击能量指数W

将得到的多个岩爆倾向性等级结合预设的判定规则得到测试结果，由于初始位置周围预设范围内岩石的层理角度通常不是一致的，可以采取分段测量的方式，获取多个目标层理角度，得到对应的多个岩爆倾向等级，选取岩爆倾向等级最高的最为最终的测试结果，例如，得到三个岩爆倾向性等级分别为无岩爆、轻微岩爆和中等岩爆，则选取中等岩爆作为目标岩爆倾向性等级，表示初始位置周围预设范围内的目标岩样发生岩爆的倾向性为中等。优选地，还可以获取目标层理角度对应的长度指标，基于长度指标确定每个岩爆倾向性等级对应的权重系数(如根据长度占比确定权重占比)，将权重系数低于预设权重阈值的数据剔除，然后再选取剩余岩爆倾向等级最高的作为最终的测试结果，进一步提高预测结果的真实性。

可选地，岩爆倾向性测试设备还包括打磨设备；在获取测试岩样对应的基本信息之后，还包括：

获取测试岩样预设安装面的平整度，平整度包括安装面与水平面的倾斜角；

令打磨设备对安装面进行打磨，直至平整度满足预设的平整条件，平整条件包括倾斜角小于预设倾斜角。

在本实施例中，安装面表示与岩样层理调整装置相接触的面，优选地，安装面选取测试岩样中与第一取样面相对的平面。获取测试岩样预设安装面的平整度，例如，获取安装面与水平面的倾斜角，或安装面的粗糙度，使用打磨设备(如球磨机)对安装面进行打磨，并测量倾斜角，直至倾斜角小于预设倾斜角(如1°)。本实施例中对安装面进行打磨使其满足预设的平整条件，有利于保障取样装置在取样时测试岩样的稳定性，同时也有便于提高子岩样对应的层理角度的准确性。

本发明又一实施例提供一种岩爆倾向性测试设备，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，当计算机程序被处理器读取并运行时，实现如上所述的岩爆倾向性测试方法；岩爆倾向性测试设备还包括：取样装置和测试装置；取样装置用于对测试岩样的不同区域进行取样并得到多个子岩样，测试装置用于对多个子岩样进行力学测试并得到测试结果。

本实施例提供的岩爆倾向性测试设备与上述岩爆倾向性测试方法能起到的有益效果基本相同，在此不再赘述。

可选地，如图2所示，岩爆倾向性测试设备还包括岩样层理调整装置，岩样层理调整装置包括：岩样固定部1和角度调整部2；岩样固定部1用于固定测试岩样，角度调整部2与岩样固定部1活动连接，角度调整部2用于带动岩样固定部1和测试岩样变换预设角度；

具体地，岩样层理调整装置包括活动连接的角度调整部2与岩样固定部1，岩样固定部1用于固定测试岩样，角度调整部2用于带动岩样固定部1以及固定在岩样固定部1上的测试岩样相对于水平方相变换预设角度。如此，取样装置无需变换取样角度，每次在测试岩样变换预设角度后，仅需沿竖直方向或水平方向进行取样即可获得多个层理角度不同的子岩样。

在本实施例中，相较于调整较为笨重的取样装置的角度来获取不同层理角度的子岩样的方式来说，本实施例通过角度调整部2带动岩样固定部1和测试岩样变换预设角度，操作更加简便、取样效率高，有利于保障取样装置的稳定性，不影响子岩样的力学性质。

可选地，岩样固定部1包括基座11以及在基座11周围设置的多个固定件12，固定件12的一端与基座11固定连接，另一端与测试岩样相抵接；

角度调整部2包括相对设置的定长支柱组件21和伸缩支柱组件22，定长支柱组件21和伸缩支柱组件22设有与基座11的底面连接的铰接端3，当伸缩支柱组件22变换预设长度时，基座11随之带动测试岩样变换预设角度。

具体地，岩样固定部1包括基座11以及在基座11周围设置的多个固定件12，固定件12的一端与基座11固定连接，另一端与测试岩样相抵接。为保证测试岩样在基座11上固定可靠，固定件12的数量至少为3个，优选地，固定件12的数量为4个，在基座11的周围均布。固定件12包括相互连接的连接板121和抵接件122，连接板121与基座11固定连接(如焊接)，抵接件122可以为长度可调的螺杆组件或弹簧组件，例如，如图3所示，弹簧组件包括高强度弹簧1221、两根伸缩杆1222和柔性块1223，伸缩杆1222在高强度弹簧1221两侧对称设置，或伸缩杆1222串设于高强度弹簧1221中，伸缩杆1222以及弹簧的两端分别与连接板121和柔性块1223连接。固定测试岩样时，测试岩样放置在基座11上的中央位置，分别调整四个固定件12，使四个固定件12的柔性快与测试岩样的侧面相抵接，此时四个高强度弹簧1221均处于压缩状态，在侧面上对测试岩样施加两组对称的压力，实现测试岩样的可拆卸固定。

在一实施例中，角度调整部2包括相对设置的定长支柱组件21和伸缩支柱组件22，定长支柱组件21表示长度固定的支柱组件，伸缩支柱组件22表示可以通过伸缩改变长度的支柱组件，在伸缩支柱组件22的初始状态下，定长支柱组件21与固定支柱组件长度相等，由于二者在基座11下方相对布置，且与基座11的底面通过铰接端3活动连接，当伸缩支柱组件22长度变化时，基座11将会产生倾斜(即变换预设角度)。定长支柱组件21包括定长支柱，伸缩支柱组件22包括伸缩支柱221，原则上，定长支柱与伸缩支柱221的总数量至少为3个即可保障基座11的稳定性，优选地，本实施例中包括两个定长支柱和两个伸缩支柱221。伸缩支柱221的伸缩功能可以通过驱动装置驱动伸缩部件实现，如，电缸、电机驱动螺杆等。也可以通过伸缩结构实现。例如，如图4所示，伸缩支柱221包括第一调整支柱2211、第二调整支柱2212和限位件2213，第一调整支柱2211嵌设于第二调整支柱2212中，第一调整支柱2211的外圆柱面上开设有多个调整孔，第二调整支柱2212的外圆柱面上开设有一个通孔，当通孔与任一调整孔的位置相匹配时，限位件2213即可同时穿设于通孔和该调整孔中，实现第一调整支柱2211和第二调整支柱2212之间相对位置的固定，其中，限位件2213可以为销钉、螺钉等，当限位件2213为螺钉时，调整孔的内表面设有与其相匹配的内螺纹。通孔与不同的调整孔进行匹配时即可实现第一调整支柱2211和第二调整支柱2212之间位置的变化，进而实现伸缩杆1222的长度变化(即伸缩)。在此基础上，多个调整孔在竖直方向的距离相等，即可实现按照调整孔的顺序调节伸缩杆1222时，伸缩杆1222每次都能变换预设长度，进而使得每次调整后，都能带动基座11和测试岩样变换预设角度。

在本实施例中，固定件12的一端与基座11固定连接，另一端与测试岩样相抵接便于实现测试岩样的快速固定，提高取样效率；相对设置的定长支柱组件21和伸缩支柱组件22通过铰接端3与基座11的底面活动连接，当伸缩支柱组件22变化预设长度时，基座11随即产生对应角度的倾斜，实现带动测试岩样变换预设角度，进而精准控制测试岩样的倾斜角度，便于取样装置在对其取样得到子岩样后，能够快速、准确获取子岩样对应的层理角度。

虽然本发明披露如上，但本发明的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。