[发明专利]一种岩体试件超声波测试设备

说明书

技术领域

本发明涉及岩石力学中声波速度与波幅测试技术领域，特别涉及一种岩体试件超声波测试设备。

背景技术

在实验室条件下测定岩体试件的声波速度和波幅通常需要超声波测试仪、超声波换能器、特定的夹具和加压系统组成，每次实验时实验系统均需根据特定的目的要求来设计夹具和加压系统，目前还尚无通用的仪器，使用十分不方便，同时换能器的抗压稳定性和加压后试件有效长度影响波速和波幅的精度。对于含有多条节理的岩体试件，由于结构面受压闭合和完整块体的相对移动、变形导致试件有效长度随着施加压力增大而变小，因此必须实时测量不同压力下的有效长度，否则波速测试结果误差较大。同时对于含倾斜节理的岩体，加压时岩体试件必须有侧向的约束以保证试件加压时稳定，并且要求约束装置和试件应该安装拆卸方便、简单。

基于以上应用需求发明了一种岩体试件声波速度和波幅测试仪，可以用来测量不同法向压力下完整岩体试件、平行节理岩体试件、倾斜节理岩体试件的声波速度和幅度，能对试件的长度进行实时监测，换能器能够承压且稳定性好，避免了波速的测量误差。本仪器能满足实验室不同结构岩体试件的声波测试要求，试件安装移除方便，通用性好，测量精度高。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种岩体试件超声波测试设备，该测试设备的结构设计能够用来测量不同法向压力下完整岩体试件、平行节理岩体试件、倾斜节理岩体试件等不同类型的岩石试件的声波速度和幅度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种岩体试件超声波测试设备，包括框架装置、岩体试件约束装置、两个超声波换能器和加压装置；

所述岩体试件约束装置为固定于框架装置内部的套筒，岩体试件及设于该岩体试件两端的两个超声波换能器由该套筒支撑；所述框架装置的底部设有加压装置，该加压装置抵接加压岩体试件底端的超声波换能器，同时岩体试件顶端的超声波换能器抵接所述框架装置的顶部。

优选地，所述岩体试件超声波测试设备还包括试件长度实时测量装置。

优选地，所述套筒的筒壁开设有与其轴向平行的导槽，所述岩体试件两端的超声波换能器分别伸出有与所述导槽位置对应的横向伸出臂；

所述试件长度实时测量装置为游标卡尺，该游标卡尺的两个支撑脚分别固定于两个所述横向伸出臂上。

优选地，所述框架装置包括基座、以一端支撑于该基座上的两个立柱、及该两个立柱的另一端所支撑的横梁。

优选地，所述横梁上连接有伸入所述框架装置的内部的竖向支撑臂，该竖向支撑臂连接有两个横臂，所述套筒连接支撑于两个所述横臂上。

优选地，所述加压装置为油压千斤顶，并该油压千斤顶支撑于所述基座上。

优选地，所述超声波换能器通过引线连接有超声波测试仪。

优选地，所述超声波换能器包括圆柱形金属外壳和圆形外罩，并所述圆柱形金属外壳与所述圆形外罩之间设有凸圆柱形金属垫块、压电陶瓷片、圆盘形金属垫块和弹簧。

在现有技术的基础上，本发明所提供的测试设备包括框架装置、岩体试件约束装置、两个超声波换能器和加压装置；所述岩体试件约束装置为固定于框架装置内部的套筒，岩体试件及设于该岩体试件两端的两个超声波换能器由该套筒支撑；所述框架装置的底部设有加压装置，该加压装置抵接加压岩体试件底端的超声波换能器，同时岩体试件顶端的超声波换能器抵接所述框架装置的顶部。

在上述结构中，所述岩体试件约束装置为固定于框架装置内部的套筒，因而无论是完整岩体试件，还是平行节理岩体试件或倾斜节理岩体试件，都可以至于该套筒中，其两端设置超声波换能器便可进行测试。

由此可知，本发明所提供的测试设备能够用来测量不同法向压力下完整岩体试件、平行节理岩体试件、倾斜节理岩体试件等不同类型的岩石试件的声波速度和幅度。

附图说明

图1为本发明一种实施例中岩体试件超声波测试设备的结构示意图；

图2为图1中的套筒的结构示意图；

图3为图1中超声波换能器的结构示意图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1横梁；2立柱；3竖向支撑臂；4圆柱形金属外壳；5横向伸出臂；6弹簧；7圆形外罩；8压电陶瓷片；9套筒；91导槽；10岩体试件；11销钉；12凸圆柱形金属垫块；13圆盘形金属垫块；14游标卡尺；15超声波测试仪；16油压千斤顶；17压力表；18基座。

具体实施方式