详情

原文传递用于岩体应力波传播测试的霍普金森岩石杆装置及方法

专利名称：	用于岩体应力波传播测试的霍普金森岩石杆装置及方法
摘要：	本发明公开一种用于岩体应力波传播测试的霍普金森岩石杆装置及方法，装置包括发射系统、实验杆系统和数据采集处理系统，实验杆系统由依次设置的入射钢杆、入射岩石杆、透射岩石杆和吸收岩石杆组成，发射系统由气缸、炮筒和撞击杆组成，撞击杆设置于炮筒内部，所述入射钢杆、入射岩石杆和透射岩石杆上分别设置有入射钢杆应变片、入射岩石杆应变片和透射岩石杆应变片；入射钢杆应变片、入射岩石杆应变片和透射岩石杆应变片均与数据采集处理系统相连接。本发明可为岩体工程的设计、防护以及安全性和稳定性评估提供重要的理论和技术支持。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	天津大学
发明人：	朱建波;李瑞;周韬;邓稀肥;彭琦
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910573802.4
公开号：	CN110320115A
代理机构：	天津市北洋有限责任专利代理事务所
代理人：	刘子文
分类号：	G01N3/307(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	300350 天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区
主权项：	1.一种用于岩体应力波传播测试的霍普金森岩石杆装置，其特征在于，包括发射系统、实验杆系统和数据采集处理系统，所述实验杆系统由依次设置的入射钢杆、入射岩石杆、透射岩石杆和吸收岩石杆组成，所述发射系统由气缸、炮筒和撞击杆组成，所述撞击杆设置于炮筒内部，所述入射钢杆、入射岩石杆和透射岩石杆上分别设置有入射钢杆应变片、入射岩石杆应变片和透射岩石杆应变片；所述入射钢杆应变片、入射岩石杆应变片和透射岩石杆应变片均与数据采集处理系统相连接；实验时，发射系统内的压缩气体推动撞击杆撞击入射钢杆端部产生应力波；应力波通过入射钢杆传递至入射岩石杆产生入射应力波εI(t)，入射应力波传播至入射岩石杆和透射岩石杆的界面将发生透反射，一部分入射应力波反射进入入射岩石杆形成反射拉伸波εR(t)，并沿远离透射岩石杆方向传播，剩余入射应力波传递至透射岩石杆上成为透射应力波εT(t)，继续向前传播并被吸收岩石杆吸收；入射钢杆应变片、入射岩石杆应变片和透射岩石杆应变片对入射应力波信号、反射应力波信号和透射应力波信号进行实时测量并传输至数据采集处理系统。 2.根据权利要求1所述的一种用于岩体应力波传播测试的霍普金森岩石杆装置，其特征在于，所述数据采集处理系统由超动态应变仪和示波器组成。 3.一种测试岩体应力波传播的方法，基于权利要求1所述霍普金森岩石杆装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤101：根据实验要求的应力波持续时间选择撞击杆；步骤102：标定冲击气压与入射应力的关系；从小到大选择一系列气压开展撞击入射钢杆的实验，测得相应的入射应力，建立冲击气压与入射应力的关系；步骤103：将入射钢杆、入射岩石杆、透射岩石杆和吸收岩石杆的两端打磨平整，测量并记录各杆件的直径和长度；按入射钢杆、入射岩石杆、透射岩石杆和吸收岩石杆的顺序依次紧密接触摆放且中心对正校准；步骤104：根据所需入射应力选择撞击杆发射气压进行冲击试验，通过数据采集处理系统将入射钢杆、入射岩石杆和透射岩石杆上的各应力波信号进行记录与存储；步骤105：基于记录与存储的数据，得到岩体中应力波传播和衰减规律。 4.根据权利要求3所述一种测试岩体应力波传播的方法，其特征在于，所述入射岩石杆、透射岩石杆和吸收岩石杆的直径为30mm～60mm，长度为直径的30～50倍。
所属类别：	发明专利