[实用新型]测量岩芯试样横波速度的试验装置

说明书

本实用新型提供了一种测量岩芯试样横波速度的试验装置，该装置的交流信号发生器与功率放大器电连接，功率放大器与半波整流模块电连接，波速测试仪分别与第一传感器和第二传感器电连接；第一传感器和第二传感器固定设置在待测岩芯试样上；稳态激振器包括硅钢片框架、电磁线圈、振动头和平衡质量块；硅钢片框架固定在待测岩芯试端面上，电磁线圈固定在硅钢片框架内，振动头与硅钢片框架的一端通过弹性部件连接；平衡质量块位于硅钢片框架的另一端，且与振动头通过连接杆固定连接；电磁线圈与半波整流模块电连接，能够在待测岩芯试样激振出横波，通过第一传感器和第二传感器发送到波速测试仪计算出横波波速，结构简单、成本低、测量准确。

技术领域

本实用新型属于岩土工程技术领域，更具体地说，是涉及一种测量岩芯试样横波速度的试验装置。

背景技术

弹性波(主要为纵波和横波)在岩体中的传播速度由岩石的岩性、裂隙发育程度、岩石风化程度和岩石弹性模量等因素决定，是岩体一项重要的物理参数，能反映岩体的工程力学性质。工程中，从工程现场采集岩芯试样，然后在室内测量岩芯试样的弹性波已经成为本领域工程技术人员的常常使用的一项技术手段。

目前，在实验室一般通过声波透射法测量岩芯试样的弹性波速，该方法一般是利用布置在岩芯试样两端的压电陶瓷声波换能器和声波仪测量纵波速度的。利用同样的声波透射法测量横波速度时，所使用的声波换能器对压电陶瓷元器件有特殊的要求，加工起来有较高难度，同时由于在测量时横波并非最先到达的首波，测量时难以消除纵波的影响，根据测试波形判断横波初至时间有一定的误差，根据初至时间计算的横波速度亦存在一定误差。因此，采用声波透射法对岩石芯样进行横波速度测量时，存在需要对压电陶瓷声波换能器的元器件进行改进，且存在加工难度大，横波测量误差较大，测量效果难以保证的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测量岩芯试样横波速度的试验装置，以解决现有技术中采用声波透射法对横波速度进行测量时，存在需要对压电陶瓷声波换能器的元器件进行改进，且该加工难度大，测量误差较大，测量效果难以保证的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种测量岩芯试样横波速度的试验装置，包括：交流信号发生器、功率放大器、半波整流模块、波速测试仪、稳态激振器、第一传感器和第二传感器；

所述交流信号发生器与所述功率放大器电连接，所述功率放大器与所述半波整流模块电连接，所述波速测试仪分别与所述第一传感器和所述第二传感器电连接；所述第一传感器和所述第二传感器固定设置在所述待测岩芯试样上；

所述稳态激振器包括硅钢片框架、电磁线圈、振动头和平衡质量块；所述硅钢片框架通过底座固定在所述待测岩芯试样端面上，所述电磁线圈固定在所述硅钢片框架内，所述振动头与所述硅钢片框架的一端通过弹性部件连接；所述平衡质量块位于所述硅钢片框架的另一端，且与所述振动头通过连接杆固定连接；所述电磁线圈与所述半波整流模块电连接。

进一步地，所述交流信号发生器、功率放大器、半波整流模块和波速测试仪设置在一台仪器中。

进一步地，所述待测岩芯试样为圆柱型，所述稳态激振器固定在所述待测岩芯试样的顶部端面上。

进一步地，所述稳态激振器的重心位于圆柱型待测岩芯试样的中心轴线上。

进一步地，所述第一传感器和所述第二传感器之间的间距大于100毫米。

进一步地，所述弹性部件为橡胶弹簧或金属弹簧。

进一步地，所述电磁线圈为漆包线电磁线圈。

进一步地，所述第一传感器和所述第二传感器为压电式加速度传感器。