[发明专利]一种可接收声发射信号的岩石渗流压力室

说明书

本发明公开了一种可接收声发射信号的岩石渗流压力室，由上至下依次设有上压头、围压室和下压头，所述上压头和围压室之间设有上密封盖，所述围压室和下压头之间设有下密封盖；本发明不仅解决了声发射信号接收装置无法放置在压力室的问题，并且进一步地给声发射信号接收探头更多接收位置的选择空间，满足在岩石三轴渗流试验中对声发射信号的精准收集，且结构简单、使用方便、造价低廉，便于推广到室内岩石力学试验领域。

技术领域

本发明涉及一种可接收声发射信号的岩石渗流压力室。

背景技术

由于我国的综合国力和人民需求的不断提高，我国进入了基础建设飞速发展的历史时期。在各种基础建设中，岩石作为一种地壳中广泛分布的天然材料，其性质与工程建设密切相关。我国水资源分布广泛，在富水环境下的工程建设当中，由于地下水而引发的围岩失稳破坏等情况时有发生。因此研究渗透压作用下的岩石力学特性和破坏机制对于富水岩溶隧道的突涌水灾害防治具有重大的意义。

即使多年来国内外众多学者推导出了数量繁多的本构关系公式，但是由于岩石材料的非均质、各向异性等性质，使得在实际工程建设当中很难直接利用理论公式去指导生产。因此岩石力学试验成为了岩石力学领域中必不可少且举足轻重的研究方向。

岩石由于受到渗透压和逐渐增大的荷载作用，会在其内部逐渐形成裂隙并不断扩展，形成肉眼可见的宏观裂纹，最终贯通破坏。而在裂隙产生和发育这一过程中，始终伴随着声发射信号的发出。声发射监测技术能够反映加载过程中岩石内部裂隙发育情况，从而判断岩石的损伤状态，与力学分析结合，可以从宏观、微观两方面对岩石的破坏过程进行研究。因此，加入声发射检测技术可以更好地研究岩石在渗流压作用下的力学性质和破碎特征，深入地了解岩石破坏机理和其过程当中的裂隙发育阶段和特征，进而更加科学、准确地指导生产。目前有不少学者在岩石三轴渗流试验过程中辅以声发射检测技术。

然而由于岩石三轴渗透试验机的压力室需要保持密封，声发射检测系统的接收探头又需要紧贴试样内部才能接收到完整而又准确的声发射信号。这一矛盾造成了大多数三轴渗流试验过程中的声发射接收探头只能退而求其次地放置在压力室的外侧。这一放置方式造成了声发射信号接收延迟且不完整。其原因在于：①压力室内部充满液压油，岩石试样的声发射信号在经过压力室的两侧表面以及内部的液压油后信号强度势必将减弱，造成信号接收不完整；②岩石试样某一时刻的声发射信号经由①所述的路径传播后才由声发射检测接收探头接收，而此时的岩石试样的裂隙发育已经与发出时刻的裂隙发育情况有所不同，造成声发射接收迟滞的情况；③在三轴渗流试验中存在渗透压，水的存在对声发射信号的接收存在干扰。基于以上三个原因，给岩石三轴渗流试验过程的声发射信号收集带来了困难。以往常规的压力室和声发射信号接收装置难以解决。而目前，针对于可接收声发射信号的岩石三轴渗流压力室少之又少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种可接收声发射信号的岩石渗流压力室，解决了上述背景技术中探头放置在压力室的外侧造成声发射信号接收延迟且不完整等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种可接收声发射信号的岩石渗流压力室，由上至下依次设有上压头、围压室和下压头，所述上压头和围压室之间设有上密封盖，所述围压室和下压头之间设有下密封盖；

所述围压室的周壁内侧嵌套有壳体，所述壳体为空心圆柱状，贴覆于围压室的内壁设置，所述壳体的内腔用于放置待测岩石试样；所述壳体的侧壁上开设有沟槽，所述沟槽开口朝内，且以壳体中心轴为轴线、由壳体的顶端螺旋下降至底端；所述沟槽内放置有声发射信号接收的探头，所述探头通过导线与声发信号放大器连接，所述声发信号放大器设置于围压室外部，所述导线由外向内穿透围压室与壳体延伸至沟槽内；所述围压室周壁开设有进油口，所述进油口贯穿壳体延伸至内腔。

在本发明一较佳实施例中，所述沟槽的槽体截面为半圆形，其弧形的一边位于内腔侧，直线的一边设置于壳体靠围压室周壁的一侧。