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原文传递岩土芯样波速测试系统及方法

专利名称：	岩土芯样波速测试系统及方法
摘要：	本发明适用于工程测试技术领域，提供了一种岩土芯样波速测试系统及方法，所述系统包括：信号发生模块、稳态激振器、连接杆、连接器、第一传感器、第二传感器、波速测试仪及用于悬空固定岩土芯样的吊装机构；信号发生模块与所述稳态激振器电连接，稳态激振器通过连接杆及连接器与岩土芯样机械连接；第一传感器和第二传感器分别设置于岩土芯样的表面的不同位置。波速测试仪分别与第一传感器和第二传感器电连接。本申请的稳态激振器通过连接杆及连接器将激振力作用到岩土芯样上，能够通过调整激振器的放置方式来调整激振器的的激振方向，并通过对应调整连接杆的方向改变作用到岩土芯样上的激振力的方向，提高波速测试结果的准确性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	河北中核岩土工程有限责任公司
发明人：	赵在立;刘朋;韩林;张军;吴朝健;陈小峰;杜建彬;姚东来;张辉;郭振锐;杨乾坤
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910717014.8
公开号：	CN110333295A
代理机构：	石家庄国为知识产权事务所
代理人：	付晓娣
分类号：	G01N29/07(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	050000 河北省石家庄市兴苑街53号
主权项：	1.一种岩土芯样波速测试系统，其特征在于，包括：信号发生模块、波速测试仪、稳态激振器、连接杆、连接器、第一传感器、第二传感器及用于悬空固定岩土芯样的吊装机构；所述信号发生模块与所述稳态激振器电连接，所述稳态激振器与所述连接杆的第一端机械连接，所述连接杆的第二端与所述连接器机械连接，所述连接器与所述岩土芯样机械连接，所述波速测试仪分别与所述第一传感器和所述第二传感器电连接；在使用时，所述第一传感器和所述第二传感器分别设置于所述岩土芯样的表面的不同位置。 2.如权利要求1所述的岩土芯样波速测试系统，其特征在于，所述岩土芯样为圆柱形；所述连接器与所述岩土芯样的端面连接，且所述连接器的中心位于所述岩土芯样的中轴线的延长线上。 3.如权利要求2所述的岩土芯样波速测试系统，其特征在于，在所述稳态激振器的激振方向与所述岩土芯样的中轴线方向一致时，所述连接杆的第二端与所述连接器的端面中心孔连接，且所述连接杆的中轴线与所述连接器的中轴线位于一条直线上。 4.如权利要求2所述的岩土芯样波速测试系统，其特征在于，在所述稳态激振器的激振方向与所述岩土芯样轴线方向垂直时，所述连接杆的第二端与所述连接器的外圆周面连接，且所述连接杆的中轴线垂直于所述连接器的中轴线。 5.如权利要求1所述的岩土芯样波速测试系统，其特征在于，所述第一传感器的灵敏方向和所述第二传感器的灵敏方向均与所述激振器的激振方向相同，且所述第一传感器与所述第二传感器的连线与所述岩土芯样的中轴线平行。 6.一种基于权利要求1至5任一项所述的岩土芯样波速测试系统的岩土芯样波速测试方法，其特征在于，包括：通过信号发生模块产生正弦波信号，并将所述正弦波信号发送至稳态激振器；通过所述稳态激振器根据所述正弦波信号产生周期性激振力，并将所述周期性激振力依次通过连接杆、连接器作用于岩土芯样的端面；通过第一传感器和第二传感器分别采集所述岩土芯样的对应位置的振动波形；通过波速测试仪获取所述第一传感器采集的振动波形和所述第二传感器采集的振动波形，并根据所述第一传感器采集的振动波形和所述第二传感器采集的振动波形计算波在所述岩土芯样中的传播速度。 7.如权利要求6所述的岩土芯样波速测试方法，其特征在于，在所述信号发生模块产生正弦波信号之前，还包括：获取所述第一传感器和所述第二传感器之间的距离；根据所述岩土芯样的岩土特性、所述第一传感器和所述第二传感器之间的距离，估计所述正弦波信号的最优激振频率。 8.如权利要求6所述的岩土芯样波速测试方法，其特征在于，所述根据所述第一传感器采集的振动波形和所述第二传感器采集的振动波形计算波在所述岩土芯样中的传播速度，包括：根据所述第一传感器采集的振动波形及所述第二传感器采集的振动波形，计算波在所述第一传感器和所述第二传感器之间传播的时间差；获取所述第一传感器和所述第二传感器之间的距离作为传感器间距；根据所述传感器间距及所述第一传感器和所述第二传感器之间的时间差，计算波在所述岩土芯样中的传播速度。 9.如权利要求8所述的岩土芯样波速测试方法，其特征在于，所述根据所述第一传感器采集的振动波形及所述第二传感器采集的振动波形，计算波在所述第一传感器和所述第二传感器之间传播的时间差，包括：根据波形移动法或信号相关分析法，确定所述第一传感器采集的振动波形及所述第二传感器采集的振动波形的相位差；根据所述第一传感器采集的振动波形及所述第二传感器采集的振动波形的相位差，计算波在所述第一传感器和所述第二传感器之间传播的时间差。 10.如权利要求8所述的岩土芯样波速测试方法，其特征在于，所述根据所述传感器间距及所述第一传感器和所述第二传感器之间的时间差，计算波在所述岩土芯样中的传播速度，包括：计算得到波在所述岩土芯样中的传播速度；其中，v表示波在所述岩土芯样中的传播速度，L表示所述传感器间距，Δt表示所述第一传感器和所述第二传感器之间的时间差。
所属类别：	发明专利