一种含节理岩体试件直剪试验的声发射装置的制作方法

1.本实用新型属于含节理岩体试件直剪试验领域，具体为一种含节理岩体试件直剪试验的声发射装置。


背景技术：

2.岩体是一种典型的天然地质体，经过上百万年甚至上亿年的地质历史作用形成。岩体具有非均质性、非连续性、各向异性等特性，岩体往往由完整的岩石块体和切割岩石块体的不连续地质构造(如断层，结构面，节理面，层理等)组成。节理面等弱面由于其极低的剪切强度，成为决定岩体工程整体稳定性的重要因素。
3.现常见的节理岩体直剪试验，试件的节理面和试件高度多呈90
°
，节理面和剪切面重合，试件多为加工的标准长方体或正方体，节理面为人工切割形成。但在工程地质调查过程中，实际获得的岩芯为圆柱体，针对取芯的实际情况，现有的解决办法是将岩芯沿节理面分别浇筑在混凝土试件中进行直剪试验，在试验过程中没有考虑监测试件破裂过程中的声发射信号，不能够将岩石力学参数悉数获取。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种能对节理岩体试件剪切试验过程中试件破裂时的声发射信号进行监测并准确定位，将岩石力学参数悉数获取的装置。
5.本实用新型提供的这种含节理岩体试件直剪试验的声发射装置，包括长方体形的剪切盒及其侧面可拆卸安装的声发射探头，声发射探头被弹性挤压安装，可保证声发射探头的尾部与混凝土试件的成型侧面紧密接触。
6.上述装置的一种实施方式中，所述剪切盒包括上下对称的下半盒体和上半盒体，下半盒体和上半盒体的侧面分别设置贯穿壁厚的内螺纹孔。
7.上述装置的一种实施方式中，所述内螺纹孔连接用于安装所述声发射探头的外螺纹套管，外螺纹套管的外端设置封板，封板的中心位置设置预留孔。
8.上述装置的一种实施方式中，所述外螺纹套管中内置压簧和所述声发射探头，声发射探头的线缆穿过压簧和所述封板上的预留孔。
9.上述装置的一种实施方式中，所述压簧的初始长度与声发射探头的长度之和大于所述外螺纹套管的长度。
10.上述装置的一种实施方式中，所述内螺纹孔连接有t型螺母，t形螺母的螺杆长度与所述剪切盒的壁厚对应。
11.本装置将剪切盒设置为上下对称结构拼装，可方便对含节理岩体试件沿节理面进行浇筑固定。剪切盒的多个侧面螺纹连接多个套管，将声发射探头通过压簧挤压安装于套管中后，可保证各声发射探头的尾端与剪切盒内的混凝土试件表面紧密接触。结构简单，装配方便，能对节理岩体试件剪切试验过程中试件破裂时的声发射信号进行监测并准确定位，将岩石力学参数悉数获取。
附图说明
12.图1为本实用新型一个实施例中混凝土试件进行剪切试验时的主视结构示意图。
13.图2为图1中的俯视示意图。
14.图3为本实施例中声发射探头在剪切盒侧壁试装时的剖视状态放大示意图。
15.图4为图1中的a-a剖视放大示意图。
16.图5为本实施例中剪切盒装配好准备浇筑含节理岩体混凝土试件时侧壁安装t型螺母的剖视放大示意图。
具体实施方式
17.如图1至图5所示，本实施例公开的这种含节理岩体试件直剪试验的声发射装置，包括剪切盒1、外螺纹套管2、压簧3、声发射探头4、探头线缆5和t型螺母6。
18.剪切盒1的外形为长方体形，包括上、下对称的上半盒体11和下半盒体12，以方便用混凝土对试件沿节理面进行浇筑固定。
19.如图1所示，本实施例中剪切盒底面置于试验台上，下半盒体12的右侧被支撑固定，前、后侧和左侧分别中心位置分别设置内螺纹孔，上半盒体11的前后侧和右侧中心位置处分别设置内螺纹孔，预留前侧作为剪切试验时的施力面。各内螺纹孔处分别连接外螺纹套管2来安装声发射探头4。
20.外螺纹套管2的一端有封板21，封板的中心位置设置预留孔。
21.当然其它实施例可根据实际需要在上半盒体11和下半盒体12的侧面设置多个内螺纹孔连接外螺纹套管2来安装声发射探头4。
22.压簧3置于外螺纹套管2中，声发射探头4置于外螺纹套管中对应压簧的外端。声发射探头4的尾端与外螺纹套管2的开口端端面平齐时，压簧3处于压缩状态，即声发射探头与压簧的初始长度之和大于外螺纹套管的长度。探头线缆5从压簧3和外螺纹套管2封板上的预留孔中穿过。
23.t型螺母6连接于各内螺纹孔处，且t型螺母的内端面与剪切盒侧板的内表面平齐。
24.本装置的使用过程如下：
25.(1)含节理岩体试件在剪切盒内浇筑固定前，在各内螺纹孔处分别拧紧t型螺母将没螺纹孔密封，以免浇筑混凝土时浆料流出；
26.(2)往剪切盒内浇筑混凝土，待剪切盒内的混凝土养护成型后，将各t型螺母卸下；
27.(3)将探头线缆穿过压簧后再穿过外螺纹套管封板上的预留孔，将压簧和声发射探头先后置于外螺纹套管中；
28.(4)清理各内螺纹孔，保证内螺纹孔中干净没有浇筑碎屑；
29.(5)将各外螺纹套管拧入各内螺纹孔中，直至感觉压簧处于压缩状态，使声发射探头的尾端与剪切盒内的成型混凝土表面紧密接触。
30.本装置将剪切盒设置为上下对称结构拼装，可方便对含节理岩体试件进行浇筑固定。剪切盒的多个侧面螺纹连接多个套管，将声发射探头通过压簧挤压安装于套管中后，可保证各声发射探头的尾端与剪切盒内的混凝土试件表面紧密接触。结构简单，装配方便，能对节理岩体试件剪切试验过程中试件破裂时的声发射信号进行监测并准确定位，将岩石力学参数悉数获取。


技术特征：
1.一种含节理岩体试件直剪试验的声发射装置，其特征在于：本装置包括长方体形的剪切盒及其侧面可拆卸安装的声发射探头，声发射探头被弹性挤压安装，可保证声发射探头的尾部与混凝土试件的成型侧面紧密接触。2.如权利要求1所述的含节理岩体试件直剪试验的声发射装置，其特征在于：所述剪切盒包括上下对称的下半盒体和上半盒体，下半盒体和上半盒体的侧面分别设置贯穿壁厚的内螺纹孔。3.如权利要求2所述的含节理岩体试件直剪试验的声发射装置，其特征在于：所述内螺纹孔连接用于安装所述声发射探头的外螺纹套管，外螺纹套管的外端设置封板，封板的中心位置设置预留孔。4.如权利要求3所述的含节理岩体试件直剪试验的声发射装置，其特征在于：所述外螺纹套管中内置压簧和所述声发射探头，声发射探头的线缆穿过压簧和所述封板上的预留孔。5.如权利要求4所述的含节理岩体试件直剪试验的声发射装置，其特征在于：所述压簧的初始长度与声发射探头的长度之和大于所述外螺纹套管的长度。6.如权利要求2所述的含节理岩体试件直剪试验的声发射装置，其特征在于：所述内螺纹孔连接有t型螺母，t形螺母的螺杆长度与所述剪切盒的壁厚对应。

技术总结
本实用新型公开了一种含节理岩体试件直剪试验的声发射装置，包括长方体形的剪切盒及其侧面可拆卸安装的声发射探头，声发射探头被弹性挤压安装，可保证声发射探头的尾部与混凝土试件的成型侧面紧密接触。本装置将剪切盒设置为上下对称结构拼装，可方便对含节理岩体试件沿节理面进行浇筑固定。剪切盒的多个侧面螺纹连接多个套管，将声发射探头通过压簧挤压安装于套管中后，可保证各声发射探头的尾端与剪切盒内的混凝土试件表面紧密接触。结构简单，装配方便，能对节理岩体试件剪切试验过程中试件破裂时的声发射信号进行监测并准确定位，将岩石力学参数悉数获取。岩石力学参数悉数获取。岩石力学参数悉数获取。


技术研发人员：郭泽洋 何环莎 黄聪 吕冠颖 赵亮 覃敏 刘畅 李伟明
受保护的技术使用者：长沙矿山研究院有限责任公司
技术研发日：2022.05.25
技术公布日：2022/10/21