[發明專利]一種可接收聲發射信號的巖石滲流壓力室

在審

• 申請號: 201811339704.6
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109374499A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 楊哲豪;俞縉;趙洪寶;劉士雨;涂兵雄;蔡燕燕
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳丹艷

本發明公開了一種可接收聲發射信號的巖石滲流壓力室，由上至下依次設有上壓頭、圍壓室和下壓頭，所述上壓頭和圍壓室之間設有上密封蓋，所述圍壓室和下壓頭之間設有下密封蓋；本發明不僅解決了聲發射信號接收裝置無法放置在壓力室的問題，并且進一步地給聲發射信號接收探頭更多接收位置的選擇空間，滿足在巖石三軸滲流試驗中對聲發射信號的精準收集，且結構簡單、使用方便、造價低廉，便于推廣到室內巖石力學試驗領域。

技術領域

本發明涉及一種可接收聲發射信號的巖石滲流壓力室。

背景技術

由于我國的綜合國力和人民需求的不斷提高，我國進入了基礎建設飛速發展的歷史時期。在各種基礎建設中，巖石作為一種地殼中廣泛分布的天然材料，其性質與工程建設密切相關。我國水資源分布廣泛，在富水環境下的工程建設當中，由于地下水而引發的圍巖失穩破壞等情況時有發生。因此研究滲透壓作用下的巖石力學特性和破壞機制對于富水巖溶隧道的突涌水災害防治具有重大的意義。

即使多年來國內外眾多學者推導出了數量繁多的本構關系公式，但是由于巖石材料的非均質、各向異性等性質，使得在實際工程建設當中很難直接利用理論公式去指導生產。因此巖石力學試驗成為了巖石力學領域中必不可少且舉足輕重的研究方向。

巖石由于受到滲透壓和逐漸增大的荷載作用，會在其內部逐漸形成裂隙并不斷擴展，形成肉眼可見的宏觀裂紋，最終貫通破壞。而在裂隙產生和發育這一過程中，始終伴隨著聲發射信號的發出。聲發射監測技術能夠反映加載過程中巖石內部裂隙發育情況，從而判斷巖石的損傷狀態，與力學分析結合，可以從宏觀、微觀兩方面對巖石的破壞過程進行研究。因此，加入聲發射檢測技術可以更好地研究巖石在滲流壓作用下的力學性質和破碎特征，深入地了解巖石破壞機理和其過程當中的裂隙發育階段和特征，進而更加科學、準確地指導生產。目前有不少學者在巖石三軸滲流試驗過程中輔以聲發射檢測技術。

然而由于巖石三軸滲透試驗機的壓力室需要保持密封，聲發射檢測系統的接收探頭又需要緊貼試樣內部才能接收到完整而又準確的聲發射信號。這一矛盾造成了大多數三軸滲流試驗過程中的聲發射接收探頭只能退而求其次地放置在壓力室的外側。這一放置方式造成了聲發射信號接收延遲且不完整。其原因在于：①壓力室內部充滿液壓油，巖石試樣的聲發射信號在經過壓力室的兩側表面以及內部的液壓油后信號強度勢必將減弱，造成信號接收不完整；②巖石試樣某一時刻的聲發射信號經由①所述的路徑傳播后才由聲發射檢測接收探頭接收，而此時的巖石試樣的裂隙發育已經與發出時刻的裂隙發育情況有所不同，造成聲發射接收遲滯的情況；③在三軸滲流試驗中存在滲透壓，水的存在對聲發射信號的接收存在干擾。基于以上三個原因，給巖石三軸滲流試驗過程的聲發射信號收集帶來了困難。以往常規的壓力室和聲發射信號接收裝置難以解決。而目前，針對于可接收聲發射信號的巖石三軸滲流壓力室少之又少。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了一種可接收聲發射信號的巖石滲流壓力室，解決了上述背景技術中探頭放置在壓力室的外側造成聲發射信號接收延遲且不完整等問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供了一種可接收聲發射信號的巖石滲流壓力室，由上至下依次設有上壓頭、圍壓室和下壓頭，所述上壓頭和圍壓室之間設有上密封蓋，所述圍壓室和下壓頭之間設有下密封蓋；

所述圍壓室的周壁內側嵌套有殼體，所述殼體為空心圓柱狀，貼覆于圍壓室的內壁設置，所述殼體的內腔用于放置待測巖石試樣；所述殼體的側壁上開設有溝槽，所述溝槽開口朝內，且以殼體中心軸為軸線、由殼體的頂端螺旋下降至底端；所述溝槽內放置有聲發射信號接收的探頭，所述探頭通過導線與聲發信號放大器連接，所述聲發信號放大器設置于圍壓室外部，所述導線由外向內穿透圍壓室與殼體延伸至溝槽內；所述圍壓室周壁開設有進油口，所述進油口貫穿殼體延伸至內腔。

在本發明一較佳實施例中，所述溝槽的槽體截面為半圓形，其弧形的一邊位于內腔側，直線的一邊設置于殼體靠圍壓室周壁的一側。