[实用新型]多场耦合作用下岩石损伤演化超声波监测装置

说明书

本实用新型提出一种多场耦合作用下岩石损伤演化超声波监测装置，包括应力加载单元、水气发生单元、水气循环单元和计算机；水气发生单元经水气循环单元连接应力加载单元，计算机信号连接各传感器。本实用新型的有益效果：通过计算机控制应力加载单元对岩石试件应力加载；通过计算机控制水气发生单元产生设定湿度、温度的水气，通过水气循环单元实现对岩石试件不同湿度、温度变化的影响；通过更换不同化学溶液实现不同化学溶液对岩石试件的作用；在不同应力、不同湿度、不同温度、不同化学溶液耦合作用岩石试件的同时，对岩石试件进行超声波监测试验，以定量研究岩石受应力、湿度、温度以及化学腐蚀单独或共同作用下的长期稳定性问题。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程试验技术领域，特别是涉及一种多场耦合作用下岩石损伤演化超声波监测装置。

背景技术

多场耦合条件下岩石的破坏行为研究是岩石力学领域最前沿的课题之一，是核废料地下储存、地下能源储存、二氧化碳地下储存、地热开发、石油开采等众多岩石工程的基础性研究课题，具有十分重要的科学意义和实际应用价值。在众多岩土工程中，岩石总是处于一定的地应力、地温、湿度的共同作用下，而地下水气中含有的各种化学物质也将对岩石进行腐蚀，对岩石材料的破坏有很大影响。温度对岩石的影响，主要是通过其热力学性质体现，温度的变化会在岩石内部产生很大的应力，进而影响其力学性质；湿度的长时间作用，将会对岩石的各种强度参数造成不同程度的劣化，另一方面，岩石强度参数的劣化，也将导致湿度场发生变化。因此有必要开展岩石在多场耦合下的力学特性试验，分析岩石在多场耦合条件下的长期稳定问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多场耦合作用下岩石损伤演化超声波监测装置，实现对岩石材料在不同应力、不同湿度、不同温度、不同化学溶液单独或共同作用下损伤演化规律的测试。

本实用新型提供一种多场耦合作用下岩石损伤演化超声波监测装置，多场耦合作用下岩石损伤演化超声波监测装置包括应力加载单元、水气发生单元、水气循环单元和计算机；应力加载单元包括支撑架、透明密闭罩、上压头底座、下压头底座、伸缩油缸、岩石试件和油压泵，支撑架周围罩设透明密闭罩，支撑架的上端设置上压头底座，上压头底座上设置有刚性上压头，支撑架的下端设置伸缩油缸，伸缩油缸的伸缩端上设置下压头底座，下压头底座上设置有刚性下压头，刚性上压头的下表面设置有超声波发射探头，刚性下压头的上表面设置有超声波接收探头，刚性上压头和刚性下压头之间设置岩石试件，油压泵经油压管路连接伸缩油缸，油压管路上设置有数显油压表，透明密闭罩内的上方设置有第一数显温度计和第一数显湿度计；水气发生单元包括透明溶液瓶，透明溶液瓶内填充有化学溶液，透明溶液瓶内的底部设置有冒泡加热器，透明溶液瓶内的上方设置有第二数显温度计和第二数显湿度计；水气循环单元包括进气管路和回气管路，进气管路的一端连接透明溶液瓶，进气管路的另一端连接透明密闭罩，进气管路上设置有第一空气泵和进气阀门，回气管路的一端连接透明溶液瓶，回气管路的另一端连接透明密闭罩，回气管路上设置有第二空气泵和回气阀门；计算机分别信号连接超声波发射探头、超声波接收探头、油压泵、第一数显温度计、第一数显湿度计、冒泡加热器、第二数显温度计和第二数显湿度计。

进一步的，冒泡加热器中设置有加热器、风机和若干个吹气管，风机连接有进风管路和送风管路，进风管路的末端位于化学溶液液面上方，风机经送风管路连接若干个吹气管，计算机分别信号连接加热器和风机。

进一步的，进气管路的另一端连接透明密闭罩的下端，回气管路的另一端连接透明密闭罩的上端。

进一步的，超声波发射探头内嵌于刚性上压头的下表面，超声波接收探头内嵌于刚性下压头的上表面。

进一步的，透明密闭罩由透明耐腐蚀耐高温玻璃材料制成，透明密闭罩的下端设置装配口，透明密闭罩经装配口可拆卸连接下压头底座。

进一步的，透明溶液瓶由透明耐腐蚀耐高温玻璃材料制成。

进一步的，进气管路、回气管路均由透明耐腐蚀耐高温材料制成。