[發(fā)明專利]一種軟巖崩解實(shí)時監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110070560.4 | 申請日: | 2021-01-19 |
| 公開(公告)號: | CN112763582A | 公開(公告)日: | 2021-05-07 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 鄧華鋒;王文東;馮云杰;陳天楠;程雷 | 申請(專利權(quán))人: | 三峽大學(xué) |
| 主分類號: | G01N29/14 | 分類號: | G01N29/14;G01N29/44;G01N21/88;G01B11/16 |
| 代理公司: | 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103 | 代理人: | 吳思高 |
| 地址: | 443002 *** | 國省代碼: | 湖北;42 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 巖崩 實(shí)時 監(jiān)測 裝置 方法 | ||
一種軟巖崩解實(shí)時監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法,該裝置包括內(nèi)部監(jiān)測裝置、外部監(jiān)測裝置;所述內(nèi)部監(jiān)測裝置包括布置在試件內(nèi)的多個聲發(fā)射傳感器,聲發(fā)射傳感器連接聲信號放大器,聲信號放大器連接信號采集系統(tǒng),信號采集系統(tǒng)連接記錄與顯示系統(tǒng)。所述外部監(jiān)測裝置包括布置在試件外部的多個高速攝像機(jī),高速攝像機(jī)連接記錄與顯示系統(tǒng)。本發(fā)明能夠有效從軟巖巖體內(nèi)部對解進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測;同時集監(jiān)測、定位為一體,適合工程現(xiàn)場環(huán)境。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于巖體崩解的監(jiān)測領(lǐng)域,具體涉及一種軟巖崩解實(shí)時監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法。
背景技術(shù)
從工程上來說,一般認(rèn)為當(dāng)巖石的單軸抗壓強(qiáng)度小于30MPa時,便被視為軟巖。軟巖的微觀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,顆粒之間膠結(jié)性差,在應(yīng)力作用下可產(chǎn)生大量裂隙,風(fēng)化程度高。軟巖的力學(xué)特性總結(jié)如下:①易擾動性;②可塑性;③膨脹性;④流變性;⑤崩解性。崩解性是巖體喪失強(qiáng)度發(fā)生崩解的一種現(xiàn)象,軟巖在長時間的水化作用下可呈現(xiàn)出崩解性,喪失力學(xué)強(qiáng)度。
軟巖的崩解時一個由表及里的過程。在現(xiàn)場施工時,軟巖表面原先的崩解物質(zhì)覆蓋層會被破壞,從而使下部新的軟巖暴露出來,吸收水蒸氣而發(fā)生軟化、膨脹和崩解。最重要的破壞是:覆蓋層被破壞后,水蒸氣會進(jìn)入節(jié)理,節(jié)理吸水膨脹。節(jié)理膨脹會使斷裂面產(chǎn)生擠壓,進(jìn)而加劇節(jié)理的斷裂,甚至?xí)a(chǎn)生明顯位移而形成斷層。且由于節(jié)理是地下水移動的通道,所以在有大量降水的時候,地下水會大量進(jìn)入節(jié)理,使軟巖吸水軟化,不僅會增加巖體的自重,還會使巖體本身的物理力學(xué)性質(zhì)降低,使巖體內(nèi)部原有的平衡發(fā)生變化,應(yīng)力重分布加劇,從而大大增加了圍巖破壞的可能性。這些變化最終會導(dǎo)致軟巖的穩(wěn)定性降低,從而降低工程施工的安全性。
韓蕾蕾在《基于信息化的軟巖巷道聯(lián)合監(jiān)測技術(shù)中》將傳感器安裝在支護(hù)結(jié)構(gòu)及圍巖上,然后進(jìn)行監(jiān)測;秦江濤在《深部高構(gòu)造應(yīng)力破碎軟巖巷道支護(hù)的應(yīng)用研究》中將位移測站布置在了試驗(yàn)巷道表面,然后進(jìn)行位移監(jiān)測;李輝在《富堿性水弱膠結(jié)軟巖巷道圍巖控制機(jī)理與應(yīng)用研究》中,將綜合觀測測站布置在巷道內(nèi)。已有的巖體監(jiān)測大部分都將監(jiān)測裝置布置在了巖體外部,很少有將監(jiān)測裝置布置在巖體內(nèi)部的。現(xiàn)有技術(shù)中的對軟巖崩解等破壞的監(jiān)測方式存在很大的弊端,比如:①現(xiàn)行的監(jiān)測方式多為從外部進(jìn)行,而從外部進(jìn)行的監(jiān)測存在不足,比如外部環(huán)境對傳感器造成的影響(腐蝕、噪聲等),進(jìn)而對聲發(fā)射信號造成影響下,導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果的不準(zhǔn)確;②軟巖的風(fēng)化、崩解是從外到內(nèi)的漸進(jìn)的過程,因此,如果傳感器布置在外部,會首先受到風(fēng)化、崩解的影響,這樣也會損壞傳感器。
另一方面,現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的耐崩解性指數(shù)為即用崩解后烘干的質(zhì)量mr與原試樣的烘干質(zhì)量md的比值,來評價巖體的崩解性,這只是根據(jù)崩解后的結(jié)果來評價巖體的崩解,無法定量描述巖體崩解過程。
因此,本專利將聲發(fā)射傳感器布置在試樣內(nèi)部,更好地監(jiān)測從外到內(nèi)的崩解過程的同時還能更好地保護(hù)傳感器。另外,采用崩解速率vd和崩解損傷率D來對軟巖崩解的過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。
綜上所述,有必要開展從內(nèi)部對軟巖崩解實(shí)時監(jiān)測裝置的研究。但是軟巖崩解實(shí)時監(jiān)測還是存在很多的難點(diǎn),比如:①如何對傳感器進(jìn)行保護(hù);②如何更好地定位軟巖崩解的位置;③如何對隔絕噪聲或其它信號的干擾。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種軟巖崩解實(shí)時監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法,能夠有效從軟巖巖體內(nèi)部對崩解進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測;同時集監(jiān)測、定位為一體,適合工程現(xiàn)場環(huán)境。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種軟巖崩解實(shí)時監(jiān)測裝置,該裝置包括內(nèi)部監(jiān)測裝置、外部監(jiān)測裝置;
所述內(nèi)部監(jiān)測裝置包括布置在試件內(nèi)的多個聲發(fā)射傳感器,聲發(fā)射傳感器連接聲信號放大器,聲信號放大器連接信號采集系統(tǒng),信號采集系統(tǒng)連接記錄與顯示系統(tǒng)。
所述外部監(jiān)測裝置包括布置在試件外部的多個高速攝像機(jī),高速攝像機(jī)連接記錄與顯示系統(tǒng)。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息,商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于三峽大學(xué),未經(jīng)三峽大學(xué)許可,擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作,請聯(lián)系【客服】
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