一種圍壓、孔壓條件下巖石三軸聲發(fā)射實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種適用于在利用聲發(fā)射裝置實時監(jiān)測、定位巖石裂縫的實驗中的圍壓、孔壓條件下巖石三軸聲發(fā)射實驗裝置。
【背景技術】
[0002]巖石作為一種特殊的工程介質，在復雜的巖石工程中經歷復雜的應力環(huán)境，當荷載達到一定的程度時，巖石內部會出現一些微小的裂隙。往往這些微小的裂隙很大程度上影響著工程的可靠性。
[0003]為了能夠確定這些巖石在實際工程中的承載能力，對于巖石的三軸實驗的研宄也有很多種，主要采用的是利用伺服控制剛性實驗機提供軸向壓力，利用油壓提供圍壓。為了更好的模擬實際的工作環(huán)境，通常向試樣內部注液體用來提供孔隙壓力，通過工控機來控制加載的荷載量。這種室內實驗能夠建立巖石試樣在三軸應力作用下的本構模型，但對于裂隙的定位是實驗環(huán)節(jié)中的盲區(qū)。
[0004]聲發(fā)射技術源于20世紀50年代Kaiser在德國的研宄工作，隨后在美國、日本等工業(yè)國家進行了大量的研宄并逐步應用到多個領域。巖石作為一種材料，在破裂過程中，破裂處積累的應變能以彈性波的形式瞬間釋放出來，激發(fā)出聲發(fā)射信息。通過布置在周邊的聲發(fā)射儀，通過反演算法可以確定巖樣中破裂位置，從而可以得到巖石在應力作用下損傷演化過程。
[0005]在室內實驗中利用聲發(fā)射技術檢測巖石的三軸實驗很少有學者涉足，對于在圍壓、孔壓聯合作用的荷載條件更是少之又少，這些盲點的存在勢必造成室內實驗與實際的應力狀態(tài)出現“斷層”。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的就是要解決上述【背景技術】的不足，提供一種圍壓、孔壓條件下巖石三軸聲發(fā)射實驗裝置，它是一種更為全面，更符合實際工程項目的室內實驗裝置。
[0007]本實用新型的技術方案為:一種圍壓、孔壓條件下巖石三軸聲發(fā)射實驗裝置，其特征在于:包括軸向貫通的圍壓室缸筒，所述圍壓室缸筒頂部固定設置有軸向貫通的軸壓缸筒，所述軸壓缸筒頂部由頂蓋密封，所述軸壓缸筒內設置有沿軸向運動的軸向活塞；所述圍壓室缸筒內壁設置有圍壓室，所述圍壓室內腔中部從上至下依次設有上透水墊板、下透水墊板，所述上透水墊板、下透水墊板與圍壓室內壁圍成一個封閉的用于放置巖石試樣的測試室，所述上透水墊板與所述軸向活塞底部之間設置有壓頭，所述圍壓室內壁外側從上之下設置有多層聲發(fā)射監(jiān)測裝置；所述軸壓缸筒底部由底蓋密封。
[0008]上述方案中:
[0009]所述頂蓋及軸壓缸筒從上至下依次被多根頂部螺桿穿過，所述頂部螺桿的螺桿端部進入到所述圍壓室缸筒中，所述頂部螺桿將所述頂蓋、軸壓缸筒及圍壓室缸筒固定連接。
[0010]所述頂蓋內設置有軸壓管路，所述軸壓管路的一端設置在所述頂蓋軸向底部，所述軸壓管路的另一端與設置在所述頂蓋徑向外側部的軸壓管路接口連接；所述軸壓缸筒的筒壁下部設置有軸壓排氣口。
[0011]所述圍壓室呈環(huán)狀，所述圍壓室頂部與圍壓排氣管路的一端連通，所述圍壓排氣管路的另一端與設置在軸壓缸筒的筒壁下部的圍壓排氣口連接；所述圍壓室底部與圍壓進氣管路的一端連通，所述圍壓進氣管路的另一端與設置在底蓋側部的圍壓進氣管路接口連接。
[0012]所述圍壓室內圓包裹在橡膠套中，所述聲發(fā)射監(jiān)測裝置的作用面固定頂靠在所述橡膠套上。
[0013]所述橡膠套的上下兩端分別通過上卡箍和下卡箍與圍壓室內圓固定連接。
[0014]所述聲發(fā)射監(jiān)測裝置分三層均勻錯位布置，每層聲發(fā)射監(jiān)測裝置包括兩個相對設置的聲發(fā)射監(jiān)測裝置；所述聲發(fā)射監(jiān)測裝置包括安裝體，所述安裝體的安裝面為貼合在所述圍壓室內圓上的弧形面，所述安裝體的安裝面與橡膠套之間通過耦合劑密封；所述安裝體沿軸向設置有通孔，所述通孔內安裝有聲發(fā)射探頭，所述通孔的上下兩端通過密封活塞密封，位于上方的所述密封活塞設置有用于穿過與所述聲發(fā)射探頭連接的引出線的引出孔。
[0015]還包括第一滲透壓管路和第二滲透壓管路，所述第一滲透壓管路一端穿過所述上透水墊板與所述測試室連通，所述第一滲透壓管路另一端與設置在所述軸壓缸筒側壁滲透壓管路出口連接；所述第二滲透壓管路一端穿過所述下透水墊板與所述測試室連通，所述第二滲透壓管路另一端與設置在所述底蓋側壁的滲透壓管路接口連接。
[0016]所述底蓋被多根底部螺桿穿過，所述底部螺桿的螺桿端部進入到所述圍壓室缸筒中，所述底部螺桿將所述底蓋及圍壓室缸筒固定連接。
[0017]本實用新型的一種圍壓、孔壓條件下巖石三軸聲發(fā)射實驗裝置，能夠有效的監(jiān)測巖石試樣裂縫萌生、拓展的情況，能夠很好的結合實際的工程地質條件，模擬最佳的實驗室環(huán)境。另外，本實用新型還能夠有效的保護聲發(fā)射監(jiān)測裝置，防止其在高油壓下的損傷和破壞，且不會對原有巖石試樣造成(構造，制作方面)進行大規(guī)模的改動。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0019]圖2是圖1中A-A剖視示意圖；
[0020]圖3是圖1的俯視圖；
[0021]圖4為本實用新型中聲發(fā)射監(jiān)測裝置的結構示意圖；
[0022]圖5為圖4的俯視不意圖；
[0023]圖6為圖5中B-B剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0025]參考圖1、圖2及圖3，本實施例的一種圍壓、孔壓條件下巖石三軸聲發(fā)射實驗裝置，包括軸向貫通的圍壓室缸筒1，圍壓室缸筒I頂部固定設置有軸向貫通的軸壓缸筒5，軸壓缸筒5頂部由頂蓋6密封，而軸壓缸筒5底部由底蓋2密封，這樣頂蓋6、軸壓缸筒5、圍壓室缸筒I及底蓋2圍成一個密封的實驗空間。
[0026]本實用新型在軸壓缸筒5內設置有沿軸向運動的軸向活塞4 ;圍壓室缸筒I內壁設置有圍壓室20，圍壓室20內腔中部從上至下依次設有上透水墊板21、下透水墊板10，上透水墊板21、下透水墊板10與圍壓室20內壁圍成一個封閉的用于放置巖石試樣8的測試室，上透水墊板21與軸向活塞4底部之間設置有壓頭11，圍壓室內壁外側從上之下設置有多層聲發(fā)射監(jiān)測裝置22。
[0027]本實施例的頂蓋6及軸壓缸筒5從上至下依次被多根頂部螺桿7穿過，頂部螺桿7的螺桿端部進入到圍壓室缸筒I中，通過頂部螺桿7將頂蓋6、軸壓缸筒5及圍壓室缸筒I固定連接；而底蓋2則被多根底部螺桿3穿過，底部螺桿3的螺桿端部進入到圍壓室缸筒I中，通過底部螺桿3將底蓋2及圍壓室缸筒I固定連接。
[0028]本實施在頂蓋6內設置有軸壓管路23，軸壓管路23的一端設置在頂蓋6軸向底部，軸壓管路23的另一端與設置在頂蓋6徑向外側部的軸壓管路接口 13連接；軸壓缸筒5的筒壁下部設置有軸壓排氣口 19。通過充放氣，軸壓管路接口 13和軸壓排氣口 19可對巖石試驗8的軸向壓力進行調節(jié)
[0029]本實施例的圍壓室20呈環(huán)狀，圍壓室20頂部與圍壓排氣管路24的一端連通，圍壓排氣管路24的另一端與設置在軸壓缸筒5的筒壁下部的圍壓排氣口 16連接；圍壓室20底部與圍壓進氣管路25的一端連通，圍壓進氣管路25的另一端與設置在底蓋2側部的圍壓進氣管路接口 12連接。圍壓進氣管路接口 12、圍壓進氣管路25、圍壓排氣管路24及圍壓排氣口 16構成圍壓進出通道，可對圍壓室20內的壓力即對巖石試驗8的圍壓進行調節(jié)。
[0030]本實施例的圍壓室20內圓包裹在橡膠套9中，橡膠套9的上下兩端分別通過上卡箍26和下卡箍17與圍壓室20內圓固定連接，聲發(fā)射監(jiān)測裝置22的作用面固定頂靠在橡膠套9上。
[0031]參