[实用新型]一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头

说明书

技术领域

本实用新型属于岩土工程技术领域，特别是涉及一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头。

背景技术

随着地下空间开发热潮的到来以及越来越多的水电核电工程的建设，越来越多的工程建筑处于岩石环境中。然而，岩石力学的发展滞后于工程方面的应用，因此了解岩石在各种载荷作用下破坏的机理以及快速检测岩石在各种载荷下的力学性质就显得至关重要。岩石是地质历史的产物，有着特定的物质组成和结构构造，且是一种非均质的各向异性材料，内含微裂纹，有时还有宏观的缺陷，如裂纹、孔穴、甚至节理等，从而使岩石成为复杂的地质体。在岩土工程中，我们需要了解这些岩石所表现出的不同的工程力学性质，以及在不同的载荷作用下所表现出不同的力学响应，如岩石的微裂纹的发展趋势及岩石的破坏机理。而岩石超声波测试手段为研究不同载荷作用下岩石的力学性质提供了有效的实验途径。

岩石介质声波测试技术是近30多年发展起来的一种新技术，它是弹性波测试方法的一种，其理论基础建立在固体介质中弹性波的传播理论上。与静力学方法相比，声波测试技术具有简单、快捷、可靠、经济及无损等特点；目前已经较成功的用于岩土体动弹性参数测试、简单岩土体结构模型参数和岩体质量评价等问题，因而这种测试技术已得到国内外岩土工程界的广泛重视。

研究岩石中的声波特性对分析岩石破裂过程、制定岩石强度准则、建立动态拉(压)损伤模型、确定动态损伤阈值具有重要意义。随着声波测试技术在岩土工程中的应用不断深入，运用声波特性研究岩石的损伤发展过程，并进一步提出简单实用的岩石损伤演化的声波理论模型已显得越来越重要。目前，已有学者成功将声波测试手段用于岩石试样单轴压缩试验中，已取得相应的研究成果。对于岩石材料三轴压缩试验，由于围压腔内含有围压介质，试验时将声波探头贴在加载压头或者试样的表面，声波探头会受到围压介质的浸泡、受到介质传递来的载荷，从而使声波探头测试精度降低甚至失效。本实用新型提供了一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，用于在岩石材料三轴压缩过程中使声波探头远离围压介质、且不受到介质传来的载荷，压头内的声波探头的数量可人为控制，可使岩石材料三轴压缩条件下声波测试得以顺利进行。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，可在岩石材料三轴压缩过程中使声波探头远离围压介质、且不受到围压介质传来的载荷，压头内的声波探头数量可人为控制。

为此，本实用新型提供了一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，其特征包括：压头盖、压头体、胶套、胶塞、密封圈、压紧件，压头由压紧件、密封圈、压头盖、压头体所构成，所述压头盖与压头体通过螺纹连接固定在一起，压头体内开有用于容纳声波探头的空腔，压头体侧壁开有导线孔；所述声波探头用胶套包裹其侧壁，并用胶塞将其固定在压头体的空腔内；所述压紧件用于将密封圈压紧于压头体侧壁的外导线孔内。

如上所述的一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，其中，所述压头体外壁靠近导线孔的顶端加工有一段螺纹，所述压头盖内壁加工有一段螺纹，压头体与压头盖通过螺纹连接固定在一起，达到密封效果。

如上所述的一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，其中，所述压头体侧壁开有导线孔，该压头体侧壁的导线孔分为内导线孔I和外导线孔II，外导线孔II开有内螺纹。

如上所述的一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，其中，所述压头体内部空腔用于容纳声波探头、胶套和胶塞。

如上所述的一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，其中，所述压紧件内部开有导线孔，其外壁开有外螺纹，压紧件通过螺纹连接与压头体固定在一起。

如上所述的一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，其中，所述密封圈通过压紧件固定于外导线孔II中，通过压紧件的挤压作用，使得密封圈发生变形，从而将外导线孔中的导线抱死，进而达到密封的效果。

如上所述的一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，其中，所述压头可用于常规三轴压缩过程中的声波测试，也可用于常规单轴压缩过程中的声波测试。

如上所述的一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，其中，所述胶套内开有声波探头孔，且声波探头孔从顶部贯穿至底部，其顶部开有导线槽。

如上所述的一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，其中，所述胶套内声波探头孔的个数可按照试验需求进行调整，具体布置数量可为1～4个。

如上所述的一种用于岩石三轴压缩过程中声波测试的压头，其中，所述胶塞的塞头数量与胶套内的声波探头孔数量相同，胶塞用于压紧胶套中的声波探头。