[发明专利]一种无损声波全弹性参数探测装置及方法

说明书

一种无损声波全弹性参数探测装置及方法，第一架体、第二架体和第三架体上分别设有刻度指示标签；第一架体上设有架体滑槽，第二架体通过架体滑槽滑动于第一架体的一侧，第三架体通过架体滑槽滑动于第一架体的另外一侧；第一架体上设有若干第一探头组件，第一架体上还设有第一探头滑槽，第一探头组件通过第一探头滑槽滑动于第一架体；第二架体上设有若干第二探头组件，第二架体上还设有第二探头滑槽，第二探头组件通过第二探头滑槽滑动于第二架体；第三架体上设有若干第三探头组件，第三架体上还设有第三探头滑槽，第三探头组件通过第三探头滑槽滑动于第三架体。实现岩土快速探测，准确定位声波探测模块的位置，准确探测岩石样本全部弹性参数。

技术领域

本发明实施例涉及岩土检测技术领域，具体涉及一种无损声波全弹性参数探测装置及方法。

背景技术

岩石是矿物颗粒的集合体，矿物晶体颗粒的异质与排列方式导致岩石在不同方向上具有不同模量，而非理想弹性体。这种矿物颗粒的复杂性常造成理论模型难以应用到实际中。此外，岩石弹性各向异性对岩石压裂过程和地球物理勘探都有着非常重要的影响。

目前对于岩石弹性参数的测量主要有压裂实验方法和声波探测法两种。压裂实验方法需要对岩石各个方向进行三轴压缩实验，通过三轴压缩实验获取应力应变变化，从而得到岩石各个方向的弹性参数。而声波法是通过声波波速和密度对岩石模量进行反演获取各个方向的弹性参数。声波探测法比压裂实验法具有操作简单，价格便宜和无损的特点，因此广泛的用于岩石测量中。但是，目前声波探测法对于全部弹性参数测量具有一定的局限性。现在的声波测量很难测得完整的21个参数(本领域技术人员熟知的是弹性材料刚度矩阵必要的对称性已推导出独立参数的最大值为21)，通常需要对岩石模型进行初步假设，来获取全部参数和变量。其次，对于相位速度的测量仍没有办法进行解决。因此，亟需一种岩土实验中快速获取岩石完整弹性参数的技术方案。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种无损声波全弹性参数探测装置及方法，能够实现岩土快速探测，准确定位声波探测模块的位置，快速获取偏移距离，准确探测岩石样本全部的21个弹性参数。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种无损声波全弹性参数探测装置，包括第一架体、第二架体和第三架体，所述第一架体、第二架体和第三架体上分别设有刻度指示标签；所述第一架体上设有架体滑槽，所述第二架体通过所述架体滑槽滑动于所述第一架体的一侧，所述第三架体通过所述架体滑槽滑动于所述第一架体的另外一侧，第二架体和第三架体互相平行并与第一架体形成半包围状；

所述第一架体上设有若干第一探头组件，第一架体上还设有第一探头滑槽，第一探头组件通过所述第一探头滑槽滑动于第一架体；所述第二架体上设有若干第二探头组件，第二架体上还设有第二探头滑槽，第二探头组件通过所述第二探头滑槽滑动于第二架体；所述第三架体上设有若干第三探头组件，第三架体上还设有第三探头滑槽，第三探头组件通过所述第三探头滑槽滑动于第三架体。

作为无损声波全弹性参数探测装置的优选方案，所述第二架体和第三架体分别通过螺栓固定于所述第一架体上；所述第一探头组件通过螺栓固定于所述第一架体上，所述第二探头组件通过螺栓固定于所述第二架体上，所述第三探头组件通过螺栓固定于所述第三架体上。

作为无损声波全弹性参数探测装置的优选方案，所述第一探头组件至少设有七个探头模块，所述第二探头组件和第三探头组件分别设有两个探头模块。

作为无损声波全弹性参数探测装置的优选方案，每个所述探头模块包括探头支架、纵波声波换能器和横波声波换能器，纵波声波换能器和横波声波换能器并列设置在探头支架上，纵波声波换能器和横波声波换能器分别经引线连接有示波器。

作为无损声波全弹性参数探测装置的优选方案，所述探头模块通过探头支架沿探头滑槽滑动，探头支架通过螺栓与架体固定连接。

本发明实施例还提供一种无损声波全弹性参数探测方法，所述探测方法采用上述的探测装置，所述探测方法包括以下步骤：