[实用新型]一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置

说明书

本实用新型提供了一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，包括模拟充液节理岩体的充填液体施加装置，对充填液体施加装置的充液节理岩石试样施加冲击荷载的动力落锤装置，及与充填液体施加装置连接用于同步采集冲击荷载作用下充液节理岩石试样局部破裂演化过程中声发射信号特征的的声发射监测装置。本实用新型提供的一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置及方法，可实现量化可控动力荷载的施加，能丰富充填液体的测试类型，且装置便于拆卸组装，利于同过程多信息的采集，便于更好地完成岩石动力学相关测试任务。

技术领域

本实用新型涉及岩石动力学试验技术领域，特别涉及一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置。

背景技术

在水利工程和地下工程中，爆破或地震等动态荷载会引发应力波的产生和传播，对工程造成影响。天然岩体中常常含有节理，且充填节理更为常见，其充填物可为黏土、砂砾、水、油等。研究应力波在充填节理中的传播规律，以及动态冲击荷载下节理岩体破裂引发的声发射信息特征等，对预测评价岩体工程安全性等方面尤为重要。目前对于固体、固-液混合物质作为充填材料的分析较为充分，但少有涉及充填液体情况的测试探究。因此对于充液节理岩体情况的动力分析与声发射测试工作，显得尤为重要。

当前材料动力学试验测试中，落锤类冲击设备应用较多，但该类设备，常用于各种管材和板材方面的动力测试，对岩石类材料测试应用不多，用以研究岩体试样节理面处施加液体情况的更少，不能很好地满足岩石动力学试验研究与工程问题的实际需要。

液体充填类测试过程中，常常因装置的密封性不佳，容易导致液体渗漏的问题。此外，落锤类冲击设备应用于岩体试样进行测试时，也较少地考虑到同声发射测试装置相结合，不能方便地探究岩石试样在动态冲击荷载下的破裂声发射特征等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够提供可控动力荷载，便于模拟充液节理岩体，且可同步监测节理岩体试样破裂声发射信息的动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，以便更好地完成岩石动力学相关测试任务。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种动力落锤式充液节理岩体试样声发射测试装置，包括动力落锤装置，充填液体施加装置及声发射监测装置；

所述动力落锤装置包括悬置于滑轮上的金属落锤，所述滑轮通过转动轴承设置在固定支架上；所述固定支架上固定设置制动杆，所述制动杆的另一端设置与制动橡胶块匹配的孔洞，所述制动橡胶块插入所述孔洞内，通过制动橡胶块与滑轮侧面接触产生的摩擦阻尼对滑轮制动；

所述充填液体施加装置包括由上下两块岩石试样构成的岩石试样组合及内径与两块岩石试样外径匹配的液体辅助施加套筒，所述两块岩石试样分别从上部和下部置于液体辅助施加套筒中，置于液体辅助施加套筒内的两块岩石试样端面之间形成用于填充充填液体的充液填充空间；

所述声发射监测装置包括声发射传感器及声发射信号接收处理设备，所述声发射传感器分别设置在所述两块岩石试样及液体辅助施加套筒的表面，并通过导线与声发射信号接收处理设备连接。

进一步地，所述金属落锤、两块岩石试样及液体辅助施加套筒均为圆柱体型，所述金属落锤与两块岩石试样的底面相同，所述金属落锤的长度可根据冲击测试所需的重量设定。

进一步地，所述液体辅助施加套筒的上下环形端面设置环状橡胶密封圈，所述两块岩石试样分别穿过环状橡胶密封圈设置在所述液体辅助施加套筒中，通过调节所述岩石试样与所述环状橡胶密封圈的相对位置，可调整所述两块岩石试样端面之间的充液填充空间。

进一步地，所述环状橡胶密封圈的内环直径略小于所述两块岩石试样外径，且环状橡胶密封圈可弹性变形，可保证充填液体在冲力荷载作用下始终处于充液填充空间内。