[实用新型]一种可减少声波散射作用的声波检测模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，尤其涉及一种可减少声波散射作用的声波检测模拟装置。

背景技术

目前声波与土体参数相关研究实验设备较少，阻碍了声波对土体参数变化相关研究工作的进行。同时现存声波模拟的实验设备没有考虑到声波散射波对实验数据的影响，不能很好地模拟现场工程环境下的声波传播作用，造成了实验数据的误差。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种实验室环境下的可减少声波散射作用的声波检测模拟装置。该装置可模拟不同参数的土体环境，同时可以消除声波散射作用对真实声波数据的影响。

根据本发明的实施方案，提供一种可减少声波散射作用的声波检测模拟装置：

一种可减少声波散射作用的声波检测模拟装置，它包括外置声波消音壁、内壁、介质填充层、消波孔、声波收发装置、顶盖及记录仪。所述外置声波消音壁与内壁构成中空的介质填充层，其中外置声波消音壁内设有消波孔。声波收发装置置于内壁内侧，顶盖置于外置声波消音壁上并与外置声波消音壁连接。记录仪与声波收发装置连接，用于处理接收到的声波数据。

优选的是，所述外置声波消音壁与内壁均为圆柱形。

优选的是，所述消波孔为外置声波消音壁内部弯曲设置的竖向孔。

优选的是，所述外置声波消音壁与内壁的材质均为透明树脂材料。

在本发明中，所述介质填充层的厚度L＝5*(AB/V₁)*V₂，其中：V₁为声波在树脂中的传播速度，V₂为声波在介质层中的传播速度，AB为声波接收器A和声波接收器B之间的距离。

优选的是，所述消波孔的直径为0.1mm。

在本发明中，所述消波孔在外置声波消音壁或内壁直径方向的排数E＝2*F，其中：F为外置声波消音壁壁厚，单位为毫米。

在本发明中，所述消波孔沿外置声波消音壁或内壁圆周方向的间距为0.2mm；通过圆周方向消波孔的排列，形成致密的海绵体式吸声结构。

优选的是，所述顶盖与外置声波消音壁之间采用榫连接。

优选的是，所述顶盖上设有顶盖接口，外置声波消音壁上方设有与顶盖接口相对应的接 口，顶盖与外置声波消音壁通过所述顶盖接口与接口连接。

在本发明中，外置声波消音壁与内壁均为圆柱形，可以使声波向各个角度均匀传播，减少声波向各个角度传播时由于各角度与边界距离的不同而造成的散射波对实验数据的影响。所述介质填充层为内置中空结构，可填充不同物理参数的土体介质。所述声波收发装置置于内壁内侧是指，声波收发装置置于由内壁围成的圆柱形区域内。所述声波收发装置用于发射声波与接收声波。所述记录仪用于处理接收到的声波数据。

在本发明中，所述外置声波消音壁内设置丝米级消波孔，穿孔则要求为丝米级，使其单层消波孔有足够的声阻，同时具有够低的质量声抗，形成宽带吸声体；同时，声波进入外置消音壁，会因为散射而增加声波的损耗，加速声波的衰减作用；这样可消除声波散射作用对真实声波数据的影响，可以模拟更加真实的工程环境中声波无边界传播的情况。其中，所述外置声波消音壁或内壁直径方向是指，圆柱形外置声波消音壁或内壁在平行于水平面的任何一个圆周截面上沿直径的方向，同样的，所述圆周方向是指，圆柱形外置声波消音壁或内壁在平行于水平面的任何一个圆周截面上沿圆周的方向。

在本发明中，所述外置声波消音壁与内壁的材质均为透明树脂材料，其中透明树脂材料的声波传播速度更加接近土体介质的声波传播速度。所述顶盖与外置声波消音壁之间采用榫连接，用于封闭整个声波检测模拟装置。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

1、本发明装置在外置声波消音壁内设置消波孔，可以将声波反射波在孔内进行内部消耗，减少声波散射波对记录仪接收数据的影响，使实验数据更加准确，从而使实验环境更加贴近现场工程环境中的传播过程；

2、本发明中增大介质填充层的厚度，让少数残留声波散射波在回返途中消耗，增大的介质填充层的厚度可以有效增长声波散射波返程时间，减少对初次数据接收的影响，使得实验数据更加精准；

3、本发明可模拟不同参数的工程环境，可以根据不同工程环境的土体介质的不同，设置不同土体介质的含水率、密度、颗粒级配及压实度等，也可以取现场工程原状土进行实验；

4、本发明结构简单、操作方便，并且易于维护，具备较大的实用性，便于推广。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为本发明装置半剖视图；