[发明专利]一种检测岩石及胶凝类材料强度的全长可激振构件装备

说明书

本发明公布了一种检测岩石及胶凝类材料强度的全长可激振构件装备，包括钢质杆件、车体、振动马达、频率检测元件和集成引线束，所述钢质杆件的内部开设有通槽，所述车体放置在通槽的内部，所述车体的顶部分别开设有第一安装槽和第二安装槽，本发明是基于岩土工程、结构工程中大量使用的钢筋、锚杆等钢质杆件作为“信号发生器”，通过在钢质杆件内部挖槽，安置可移动的激振装置及频率传感元件，并利用具有刻度的集成引线束精准确定激振装置及频率传感元件的位置，可实现对金属杆件全长任意位置进行激励及信号采集的操作，并且本发明设计的激振及检测元件可回收及重复利用，也便于维修，能显著降低检测成本。

技术领域

本发明涉及材料强度检测装备技术领域，具体涉及一种检测岩石及胶凝类材料强度的全长可激振构件装备。

背景技术

在地下工程领域，准确、全面地获取岩石及胶凝类材料的强度信息对巷道、边坡及建筑结构风险评估具有重要意义。目前，常用的岩石及胶凝类材料的强度检测方法主要有钻芯试验法、超声波速法、回弹法以及拔出法等，其中钻芯试验法及拔出法会对原有结构造成损伤，不适合大量采用；回弹法检测只针对结构表面，对于大体积混凝土等胶凝类材料试件的强度检测并不适应；而超声波速法受环境干扰大，并且检测结果仅代表检测范围内的平均结果，无法精准给出指定位置点的材料强度情况。

基于上述情况，第一发明申请人所在团队公开了申请号为202010421408.1《评价岩石及胶凝类材料损伤情况的检测系统和方法》，该申请文件中提出利用与材料耦合金属杆件的振动频率来检测材料强度，但实际应用过程显示，当金属杆件较短时（不大于0.8m），仅通过外端部激振即可对杆件全长范围进行检测，但当金属杆件较长时（大于0.8 m），仅通过金属杆件外端部激励得到的锚杆振动波形衰减较快，难以传递至杆件尾部，导致有效波形“淹没”在噪音波形中无法识别，另外，在原有的发明中，频率检测元件需事先黏贴，不仅不可回收，检测位置也是固定的，很显然，能够发明一种全长范围内可激振、可采集信息的构件装备对于更全面、更准确地检测大尺度岩石及胶凝类材料试件不同位置处的强度具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种检测岩石及胶凝类材料强度的全长可激振构件装备，本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种检测岩石及胶凝类材料强度的全长可激振构件装备，包括钢质杆件、车体、振动马达、频率检测元件和集成引线束，所述钢质杆件的内部开设有通槽，所述车体放置在通槽的内部，所述车体的顶部分别开设有第一安装槽和第二安装槽，所述频率检测元件固定安装在第一安装槽的内部，所述振动马达固定安装在第二安装槽的内部，所述频率检测元件和振动马达的下端均贯穿到车体的下方，所述集成引线束固定安装在车体的一侧。

进一步地，所述车体的内部包含有驱动马达，且驱动马达为车体的行走轮提供动力，所述车体内部的驱动马达为伺服电机，且可正反转，所述车体的最大速度为0.02m/s。

进一步地，所述车体的主体为遥控电动小车，所述车体的内部含有电源模块，所述车体内部的驱动马达和振动马达均通过电源模块供电。

进一步地，所述集成引线束与频率检测元件和振动马达电性连接，所述集成引线束的另一端与外置主机电性连接。

进一步地，所述通槽为曲墙式设计，且该曲墙式设计中通槽的底部为平底设计，所述钢质杆件的外径为28mm，所述钢质杆件与岩石或胶凝类材料耦合在一起。

进一步地，所述车体的顶部和侧边均固定安装有稳定保障结构，所述稳定保障结构远离车体的一侧与通槽的内壁贴合，所述稳定保障结构的主体为轮盘。

进一步地，所述集成引线束的表面刻设有刻度线，所述频率检测元件通过集成引线束供电。

进一步地，所述频率检测元件与振动马达的底端均固定安装有磁铁，所述磁铁的底部与通槽内腔的底部贴合。