[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

说明书

本发明提供一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统及方法，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组合岩体；组合岩体，组合岩体呈长方体状，组合岩体沿高度方向均匀分为三层；监测系统，用于监测组合岩体内发射的声波，根据声波特性分析岩体特性；本发明利用岩体在加载过程中裂隙演化产生声发射的现象，采用监测系统对声发射波的波形进行分析，根据波形信号反映出不同位置岩体的岩性；本发明采用自主编程软件，对声发射原始时域数据变换成二维功率谱图，从而更直观的观测出声发射的主频值；本发明提供的判断岩性的方法所需设备简单、工程量小、节省费用、准确率高。

技术领域

本发明属于工程现场组合煤岩体材料性质监测与区别技术领域，具体涉及一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统及方法。

背景技术

煤岩体属于脆性材料，在加载破坏过程中由于裂隙的演化，会有部分能量以弹性波的形式释放出来，产生声发射现象。不同岩性煤岩体材料的声发射特征参数不同，在工程现场如何确定某一区域的组合岩体材料的性质一直是个难题。

目前在现场施工时，通常采取岩性观测对比法、测试化验法等，但以往采用的这些方法具有工程量大、费用高、准确率低等特点。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的判别工程现场不同层位岩性的声发射系统及方法，以便更有效的探索工程现场确认不同层位不同区域岩性，对该区域的安全性进行评估和监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统及方法以至少解决目前在施工现场对岩体岩性判别时，采取岩性观测对比法、测试化法工程量大、所需的费用高、准确率低、浪费人力和物力的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，优选，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。

如上所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，优选，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。

如上所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，优选，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。

如上所述的一种判别工程现场不同层位岩性的声发射系统，优选，所述监测系统还包括，

前置放大器，用于将声音信号转换成电信号；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；