[发明专利]一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统及方法

权利要求书

1.一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，其特征在于，所述声发射系统包括，

加载系统，用于对组合岩体产生轴向压力，使组合岩体内部的能量以声波形式传出所述组合岩体；所述加载系统包括伺服压力机，所述伺服压力机设有活塞杆和承载台，所述活塞杆位于所述组合岩体上方；

组合岩体，所述组合岩体呈长方体状，所述组合岩体沿高度方向均匀分为三层；所述组合岩体设在所述承载台上；

监测系统，用于监测所述组合岩体内发射的声波，根据声波特性分析岩体特性；所述监测系统包括声发射宽频探头，多个所述声发射宽频探头设在所述组合岩体的外表面。

2.如权利要求1所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，其特征在于，所述组合岩体包含的三层岩体从上至下依次为第一层岩体、第二层岩体和第三层岩体；所述第一层岩体为砂岩；所述第二层岩体为灰岩；所述第三层岩体为岩浆岩。

3.如权利要求2所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，其特征在于，所述声发射宽频探头有6个及6个以上；

优选地，所述声发射宽频探头有6个，分别为第一声发射宽频探头、第二声发射宽频探头、第三声发射宽频探头、第四声发射宽频探头、第五声发射宽频探头、第六声发射宽频探头；所述第一声发射宽频探头连接在所述第一层岩体的后侧面；所述第二声发射宽频探头连接在所述第一层岩体的左侧面；所述第三声发射宽频探头连接在所述第一层岩体的右侧面；所述第四声发射宽频探头连接在所述第三层岩体的前侧面；所述第五声发射宽频探头连接在所述第三层岩体的左侧面；所述第六声发射宽频探头连接在所述第三层岩体的右侧面；

再优选地，所述声发射宽频探头与所述组合岩体的外壁之间设有声发射耦合剂。

4.如权利要求1所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，其特征在于，所述监测系统还包括，

前置放大器，用于将声波信号转换成电信号；所述前置放大器的输入端通过信号线与所述声发射宽频探头连接；所述前置放大器的输出端通过信号线与系统主机相连；

系统主机，用于接收、记录、显示以及储存电信号；所述系统主机包括声发射采集模块、信号处理模块和数据显示模块；所述声发射采集模块输出端与信号处理模块连接；所述信号处理模块将电信号处理后通过信号线传递给数据显示模块。

5.如权利要求4所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，其特征在于，所述监测系统还包括模拟源；所述模拟源用于检测声发射各个通道的电信号是否接收正常；

优选地，所述模拟源为硬度为2H的铅笔芯折断产生的信号。

6.如权利要求1所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，其特征在于，所述组合岩体的上表面和下表面的不平行度小于0.02，以便降低加载过程中应力集中对结果产生的影响。

7.如权利要求1所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，其特征在于，所述加载系统还包括加载控制系统，所述加载控制系统与所述伺服压力机相连，用于控制伺服压力机的加载速率和时间；

优选地，所述伺服压力机为单轴伺服压力机。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的判别工程现场不同层位岩性的声发射方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤，

步骤1，制备组合岩体，安装好声发射宽频探头，并检测声发射各个通道是否接收正常；

步骤2，进行单轴加载，并同步进行声发射监测，获得声发射数据；

步骤3，分析并处理声发射数据，根据自主编程程序获得频谱图。