[实用新型]一种非透明试件三维裂纹扩展过程的综合反演系统

说明书

本实用新型公开了一种非透明试件三维裂纹扩展过程的综合反演系统，属于岩石断裂力学监测设备领域。其包括预制有裂纹的非透明试件、加载控制系统、声发射采集系统及CT扫描台，预制有裂纹的非透明试件固定在上、下压头中间，上、下压头与加载控制系统连接，通过加载控制系统向预制有裂纹的非透明试件施加载荷；非透明试件表面设置有若干个声发射传感器，每个声发射传感器通过各自的线路连接有前置放大器，前置放大器与声发射采集系统连接，声发射信号经所述前置放大器输入至声发射采集系统。本实用新型可以直观揭示试件内部裂纹动态扩展过程，为研究裂纹扩展规律、预防和解决岩体工程灾害提供有益参考。

技术领域

本实用新型涉及岩石断裂力学监测设备领域，具体涉及一种非透明试件三维裂纹扩展过程的综合反演系统。

背景技术

岩石内部存在着裂纹等缺陷，裂纹受到载荷的作用，发生扩展、传播与贯通，最终导致了岩石的破坏。在矿山、交通、水利、能源、地下空间建设等岩体工程中，岩体裂纹是影响这些岩体工程安全极不稳定的因素，裂纹的扩展会导致岩体发生变形破坏，改变岩体的力学性质及渗透性，从而引发工程地质灾害。明确岩石裂纹扩展过程，对研究岩石裂纹破裂机理及扩展规律具有重要意义，是控制工程灾害发生的关键问题。但是，由于岩石材料的非透明性，岩石裂纹的时空破裂演化过程不易直接观察，这一直是岩石断裂力学研究方面的热点和难点。

因此，探寻一种岩石内部三维裂纹扩展过程的反演系统，对岩石裂纹时空扩展过程进行描述，可以为研究岩石裂纹破裂机理及扩展规律，预防和解决岩体工程灾害提供有益参考。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种非透明试件三维裂纹扩展过程的综合反演系统，其可以直观揭示试件内部裂纹动态扩展过程，为研究裂纹扩展规律、预防和解决岩体工程灾害提供有益参考。

其技术解决方案包括：

一种非透明试件三维裂纹扩展过程的综合反演系统，包括预制有裂纹的非透明试件、加载控制系统、声发射采集系统及CT扫描台，其特征在于：所述的预制有裂纹的非透明试件固定在上、下压头中间，所述的上、下压头与所述的加载控制系统连接，通过所述加载控制系统向预制有裂纹的非透明试件施加载荷；所述的非透明试件表面设置有若干个声发射传感器，每个声发射传感器通过各自的线路连接有前置放大器，所述的前置放大器与所述的声发射采集系统连接，所述的声发射传感器用于接收所述的预制有裂纹的非透明试件在加载过程中内部产生的破裂及裂纹扩展产生的声发射信号，所述的声发射信号经所述前置放大器输入至所述声发射采集系统；

所述的CT扫描台包括CT扫描控制系统、X射线源及探测板，通过加载后的预制有裂纹的非透明试件放置于X射线源及探测板处，通过所述CT扫描控制系统控制对预制有裂纹的非透明试件进行扫描，以获取其内部扫描数据。

作为本实用新型的一个优选方案，上述的声发射传感器设置有6～8个，通过耦合剂凡士林固定在预制有裂纹的非透明试件表面。

作为本实用新型的另一个优选方案，上述的加载控制系统对预制有裂纹的非透明试件进行单轴加载、双轴加载或三轴加载。

进一步的，上述的预制有裂纹的非透明试件中的裂纹为单裂纹或多裂纹，裂纹的角度为15°、30°、45°、60°或75°。

本实用新型所带来的有益技术效果为：

由于采用了上述方案，通过试件内部不同时刻或阶段声发射事件分布特征判别出试件内部不同时刻或者阶段裂纹破裂区位置，与加载结束后CT三维重构得到的试件内部裂纹的空间形态进行对比分析，综合反演得出裂纹扩展过程，可以直观揭示试件内部裂纹动态扩展过程，为研究岩石裂纹破裂机理及扩展规律，预防和解决岩体工程灾害提供有益参考。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：