详情

原文传递一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置及方法

专利名称：	一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置及方法
摘要：	本发明提供了一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，包括模拟充液节理岩体的充填液体施加装置，对充填液体施加装置的充液节理岩石试样施加冲击荷载的动力落锤装置，及与充填液体施加装置连接用于同步采集冲击荷载作用下充液节理岩石试样局部破裂演化过程中声发射信号特征的的声发射监测装置。本发明还提供了一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置使用方法。本发明提供的一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置及方法，可实现量化可控动力荷载的施加，能丰富充填液体的测试类型，且装置便于拆卸组装，利于同过程多信息的采集，便于更好地完成岩石动力学相关测试任务。
专利类型：	发明专利
申请人：	清华大学
发明人：	黄进;刘晓丽;王恩志
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911400688.1
公开号：	CN111077029A
代理机构：	北京中强智尚知识产权代理有限公司
代理人：	黄耀威
分类号：	G01N3/303;G01N29/04;G01N29/14;G;G01;G01N;G01N3;G01N29;G01N3/303;G01N29/04;G01N29/14
申请人地址：	100084 北京市海淀区清华园1号
主权项：	1.一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，其特征在于：包括动力落锤装置，充填液体施加装置及声发射监测装置；所述动力落锤装置包括悬置于滑轮(3)上的金属落锤(1)，所述滑轮(3)通过转动轴承(4)设置在固定支架上；所述固定支架上固定设置制动杆(6)，所述制动杆(6)的另一端设置与制动橡胶块(5)匹配的孔洞，所述制动橡胶块(5)插入所述孔洞内，通过制动橡胶块(5)与滑轮(3)侧面接触产生的摩擦阻尼对滑轮(3)制动；所述充填液体施加装置包括由上下两块岩石试样构成的岩石试样组合(10)及内径与两块岩石试样外径匹配的液体辅助施加套筒(11)，所述两块岩石试样分别从上部和下部置于液体辅助施加套筒(11)中，置于液体辅助施加套筒(11)内的两块岩石试样端面之间形成用于填充充填液体(18)的充液填充空间；所述声发射监测装置包括声发射传感器(13)及声发射信号接收处理设备(15)，所述声发射传感器(13)分别设置在所述两块岩石试样及液体辅助施加套筒(11)的表面，并通过导线(14)与声发射信号接收处理设备(15)连接。 2.根据权利要求1所述的动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，其特征在于：所述金属落锤(1)、两块岩石试样及液体辅助施加套筒(11)均为圆柱体型，所述金属落锤(1)与两块岩石试样的底面相同，所述金属落锤(1)的长度可根据冲击测试所需的重量设定。 3.根据权利要求2所述的动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，其特征在于：所述液体辅助施加套筒(11)的上下环形端面设置环状橡胶密封圈(19)，所述两块岩石试样分别穿过环状橡胶密封圈(19)设置在所述液体辅助施加套筒(11)中，通过调节所述岩石试样与所述环状橡胶密封圈(19)的相对位置，可调整所述两块岩石试样端面之间的充液填充空间。 4.根据权利要求3所述的动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，其特征在于：所述环状橡胶密封圈(19)的内环直径略小于所述两块岩石试样外径，且环状橡胶密封圈(19)可弹性变形，可保证充填液体(18)在冲力荷载作用下始终处于充液填充空间内。 5.根据权利要求1所述的动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，其特征在于：所述固定支架包括固定在底座(9)上的整体支架(8)，及横向固定在整体支架(8)上的竖向连接支架(7)，所述竖向连接支架(7)固定于整体支架(8)上，所述滑轮(3)通过转动轴承(4)固定在竖向连接支架(7)下部，所述金属落锤(1)通过钢丝(2)绕在滑轮(3)上，通过调节滑轮(3)的旋转角度，可改变钢丝(2)的提升高度，从而调整金属落锤(1)的下落高度。 6.根据权利要求5所述的动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，其特征在于：所述滑轮(3)侧面标注刻度线(16)，所述转动轴承(4)上设置固定指针(17)，通过刻度线(16)与固定指针(17)配合使用，可精确调节滑轮(3)的旋转角度，从而精确调整所述金属落锤(1)的下落高度。 7.根据权利要求5所述的动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，其特征在于：所述底座(9)上设置金属限位环(12)，所述岩石试样组合(10)的下部岩石试样通过金属限位环(12)固定于底座(9)上。 8.根据权利要求1所述的动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，其特征在于：所述声发射传感器(13)在所述两块岩石试样及液体辅助施加套筒(11)的表面分别布置有多个，且在两块岩石试样及液体辅助施加套筒(11)表面的布置方式为分层环状布置。 9.一种权利要求1-8任一项所述的动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：将岩石试样组合(10)中的下部岩石试样，固定于位于底座(9)上的金属限位环(12)中；将液体辅助施加套筒(11)的下半部分套于放置好的岩石试样组合(10)中的下部岩石试样上，调节好环状橡胶密封圈(19)与下部岩石试样的相对位置；将充填液体(18)注入预留的液体充填空间，并将岩石试样组合(10)中的上部岩石试样置入液体辅助施加套筒(11)的上半部分，调节环状橡胶密封圈(19)与上部岩石试样的相对位置，使岩石试样组合(10)的上部岩石试样与下部岩石试样之间形成液体充填空间；将声发射传感器(13)布设于岩石试样组合(10)中岩石试样表面及液体辅助施加套筒(11)的表面，并利用导线(14)与声发射信号接收处理设备(15)相连接；选择所需重量的金属落锤(1)，旋转滑轮(3)至预定位置，将制动橡胶块(5)插入制动杆(6)的孔洞中，使滑轮(3)处于制动状态；撤除制动橡胶块(5)，金属落锤(1)下落冲击充液岩石试样，声发射传感器(13)采集动力过程的声发射信号传送给声发射信号接收处理设备(15)，对声发射信号接收处理设备(15)监测到的数据处理，完成试验测试。
所属类别：	发明专利