[发明专利]声发射对岩石破坏表征的试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种声发射对岩石破坏表征的试验装置，包括：单轴加载压力装置(1)、CT扫描系统(2)、声发射监测系统(3)，其特征在于：所述单轴加载压力装置(1)包括：由两个侧勾板(101)与上支承板(102)、下支承板(103)通过螺栓(104)连接的机架，所述上支承板(102)的中心有穿过定位螺栓(105)的通孔，所述上支承板(102)下端面的凹槽与上推力球轴承(107)的座圈紧配合，所述定位螺栓(105)与上支承板(102)之间设置压力轴承(106)，所述定位螺栓(105)穿过压力轴承(106)、上支承板(102)、上推力球轴承(107)与上垫块(108)螺纹连接，所述上垫块(108)通过上端面的凸肩与上推力球轴承(107)的轴圈紧配合，所述上垫块(108)前后两个面中心位置各有一个安放声发射定位传感器探头(303)的圆形凹槽(115)，所述下支承板(103)的中心有穿过油缸(113)的通孔，所述油缸(113)下端与CT扫描转动平台(203)固定连接，所述油缸(113)上部T形头与下推力球轴承(111)的轴圈紧配合，所述下推力球轴承(111)的座圈与所述下支承板(103)上端中心位置的凹槽紧配合，所述油缸(113)的活塞杆(110)的上端中心位置与球形座(109)螺纹连接，所述球形座(109)的凸球面与凹球面滑动配合，所述球形座(109)左右两侧各有一个安放声发射定位传感器探头(303)的圆形凹槽(115)，所述油缸(113)的注油孔(114)通过加压油管(118)与加压泵(117)连接；所述CT扫描系统(2)由CT扫描计算机系统(201)、微焦点X光机(202)和CT扫描转动平台(203)组成，所述CT扫描计算机系统(201)通过传输线与微焦点X光机(202)和CT扫描转动平台(203)连接；所述声发射监测系统(3)由声发射信号发射仪(301)、声发射计算机系统(302)、声发射定位传感器探头(303)和传感线(304)组成，所述声发射信号发射仪(301)通过传输线与声发射计算机系统(302)连接，所述声发射信号发射仪(301)通过4条传感线(304)分别与4个声发射定位传感器探头(303)连接。

2.按照权利要求1所述声发射对岩石破坏表征的试验装置，其特征在于：4个所述声发射定位传感器探头(303)，其中2个探头固定在所述上垫块(108)前后面的圆形凹槽(115)处，另外2个探头固定在所述球形座(109)左右两侧的圆形凹槽(115)处。

3.按照权利要求1所述声发射对岩石破坏表征的试验装置，其特征在于：所述加压油管(118)中部连接压力表(116)。

4.按照权利要求1所述声发射对岩石破坏表征的试验装置，其特征在于：两个所述侧勾板(101)两端对称设有四个固定机架的约束耳(112)。

5.按照权利要求1所述声发射对岩石破坏表征的试验装置，其特征在于：所述球形座(109)上端面设有放置不同直径岩石试件的定位圈。

6.按照权利要求1所述声发射对岩石破坏表征试验装置的试验方法，其特征在于：所述试验方法的具体步骤为：

①用4条绳索分别穿过4个约束耳(112)，将单轴加载压力装置(1)固定在CT扫描室内，并将油缸(113)与CT扫描转动平台(203)固定；

②用加压油管(118)将注油孔(114)和加压泵(117)连接，并在加压油管(118)上安装压力表(116)；

③用4条传感线(304)一端与声发射信号发射仪(301)连接，另一端与4个声发射定位传感器探头(303)连接，其中2个发射定位传感器探头(303)固定在上垫块(108)前后面的圆形凹槽(115)处，另外2个发射定位传感器探头(303)固定在球形座(109)左右两侧的圆形凹槽(115)处；

④在单轴加载压力装置(1)上放置岩石试件(4)，使上垫块(108)与岩石试件(4)完全接触；

⑤开启声发射监测系统(3)，并设置门槛值、波速等参数，以及所需采集的数据和图形；

⑥开启CT扫描计算机系统(201)，调整好扫描时的焦距、放大倍数、电流、电压及扫描精度；

⑦运行声发射监测系统(3)，进行信号采集，同步对岩石试件(4)进行加压：加载至第一次设计载荷，停止加压，然后进行CT扫描：每0.9°扫描一次，扫描400张分层照片完毕后，CT扫描转动平台(203)反转至原始位置；再加载至第二次设计载荷，停止加载，进行CT扫描，如此往复，直至试件破碎或完成设计试验过程。