[发明专利]一种岩石介质内应力波测量装置和方法

说明书

一种岩石介质内应力波测量装置和方法，包括岩石靶标、压力传感器、钢板圆箍和素混凝土；压力传感器分层夹装在岩石靶标中部，钢板圆箍设置在岩石靶标外侧，素混凝土填充在钢板圆箍与岩石靶标之间的缝隙中；所述的岩石靶标整体为水平设置的圆柱体结构的岩石，由头层板、中间板和末层板构成；本发明是通过在岩石靶标的内部分层合理设置压力传感器，并通过钢板圆箍进行加固，有效的解决了以往测量装置和方法存在的测量数据不准确的问题，并可以得到岩石靶标内多个不同位置的准确压力数据，大大提高了测试数据的有效性和准确性，不仅适用于岩石介质中的应力波测量，也适用于混凝土等固体介质中的应力波测量。

技术领域

本发明涉及岩石动态力学领域，本发明公开了一种岩石介质内应力波测量装置和方法。

背景技术

随着我国大量基础工程设施和冶金矿山的修建，岩石动力学在众多工程领域越来越受到重视，在隧道施工、矿山开采等实际工程中，大多数岩体都会不同程度地受到动态载荷的作用，研究这些工程问题都会涉及到冲击荷载作用下的岩石动态力学性能，而岩石介质内应力波特性的研究是不可缺少的重要一项，岩石内应力波特性的研究需要进行炸药爆炸或弹体侵彻岩石等固体介质内应力波的测量，目前岩石介质内应力波研究时使用的测量装置和方法均采用在直接在岩石表面或浅层设置压力传感器的方法进行测量，因此存在岩石介质内应力波测试结果不准确、测量数据有效性低、精度不高的情况，不能为后期的技术研究提供准确的数据；因此需要一种装置和方法来解决现有岩石介质内应力波测试结果不准确、测量数据有效性低、精度不高的问题。

发明内容

本发明提出一种岩石介质内应力波测量装置和方法，用于解决现有岩石介质内应力波测试结果不准确、测量数据有效性低、精度不高的问题。

本发明的目的采用如下技术方案来实现：

一种岩石介质内应力波测量装置，包括岩石靶标、压力传感器、钢板圆箍和素混凝土；压力传感器分层夹装在岩石靶标中部，钢板圆箍设置在岩石靶标外侧，素混凝土填充在钢板圆箍与岩石靶标之间的缝隙中；所述的岩石靶标整体为水平设置的圆柱体结构的岩石，由头层板、中间板和末层板构成，头层板设置在左侧，末层板设置在右侧，中间板均匀叠加设置在头层板和末层板之间，头层板、中间板和末层板为同轴设置，头层板、中间板和末层板之间通过环氧树脂等粘结剂连接；所述的头层板为圆柱形结构，头层板的左右端面平行，头层板的外圆上对称设置有吊装孔；所述的中间板为圆柱形结构，中间板的左右端面平行，中间板的左侧端面上中部设置有两个长方形的中间板传感器安装槽，两个中间板传感器安装槽为直角夹角设置，两个中间板传感器安装槽与外圆之间设置有两个相互垂直的中间板过线槽，中间板的外圆上对称设置有吊装孔，中间板的外圆直径与头层板外圆直径一致，中间板的厚度小于头层板的厚度；所述的末层板为圆柱形结构，末层板的左右端面平行，末层板的外圆上对称设置有吊装孔，末层板的左侧端面上中部设置有两个末层板传感器安装槽，两个末层板传感器安装槽之间为直角夹角设置，两个末层板传感器安装槽与外圆之间设置有相互垂直末层板过线槽，末层板过线槽的位置和方向与中间板过线槽的位置和方向一致，末层板的外圆直径与头层板外圆直径一致，末层板的厚度与头层板的厚度一致。

所述的钢板圆箍为圆筒形结构，钢板圆箍的外侧对称设置有吊装柄，钢板圆箍外圆与中间板过线槽和末层板过线槽对应的位置分别设置有过线孔，钢板圆箍的内侧直径大于岩石靶标的外圆直径，钢板圆箍的长度与岩石靶标的长度一致。

所述的压力传感器为膜片压力传感器，压力传感器分别设置在岩石靶标中间层传感器安装槽内和末层板传感器安装槽内，各压力传感器通过电缆从岩石靶标的中间层过线槽和末层板过线槽引出，电缆再穿过钢板圆箍的过线孔与外围测量设备连接。

所述的素混凝土为高强度混凝土，素混凝土左右两端与岩石靶标左右两端面平齐，素混凝土内钢板圆箍过线孔与中间板过线槽和末层板过线槽之间设置有过线管。

所述的中间板至少由两个构成。

一种岩石介质内应力波测量方法，岩石内应力波测量包括以下步骤：