[发明专利]一种用于不同温度下岩样剪切以及声发射测量的剪切盒

说明书

本发明公开了一种用于不同温度下岩样剪切以及声发射测量的剪切盒，其结构包括：剪切盒、温度控制器、加热器、声发射探头连接器。本发明操作使用便利，能用于模拟不同地层深度下的地温对于岩样抗剪强度的影响，同时剪切盒外部具有声发射探头连接固定装置，有效提高是试验效率和检测数据的准确性，成本较低。

技术领域

本发明涉及一种岩样剪切盒，具体涉及不同温度下对于岩样的剪切试验以及剪切时声发射测量的设备。

背景技术

声发射装置在试验中运用广泛，尤其是在岩石的剪切试验中，为保证剪切过程中声波能顺利接受，需要将探头与剪切盒紧密接触，他们之间采用耦合剂填充，但耦合剂粘结性差，探头无法直接贴在剪切盒表面，每次试验之前都要采取一定的措施来固定探头，十分浪费时间，而且对试验精度有一定的影响。采用胶水固定探头，则试验后胶水清洗十分困难，及其容易清洗探头表面，导致试验成本大大提高。随着地下空间开发和利用，我国工程行业不断地涉及、刷新地下施工的深度。众所周知，随着埋深的增加，温度不断升高，同时，在采用盾构法施工的隧道中同样面临着较高的温度。研究不同温度下岩样的抗剪强度等则显得及其重要。当前，室内剪切试验大多是恒温下进行，虽然也存在少量的可用于变温的直剪仪，但结构复杂，未有效的与声发射仪器相结合起来，试验时组装仪器耗时长，不利于声发射定位等，对试验效果以及速率存在极大的影响。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，实现在剪切盒中对岩样温度的控制以及便于同步进行的声发射测量试验，使得该试验更快速，做到高效、规范操作。本发明提出了一种结构设计简单、合理，操作使用便利，能够解决声发射探头固定速度慢、效率低等问题，实现对剪切岩样温度的直接自动化调控，且具有重要的运用前景和实际意义的一种实现加热及温度自动化控制和声发射探头便捷固定的岩样剪切盒。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于不同温度下岩样剪切以及声发射测量的剪切盒，其特征在于，

包括剪切盒、温度控制器、测温热电偶、加热器、声发射探头固定装置；所述温度控制器包括温度信号数据传输系统和温度控制系统，其中，所述温度信号数据传输系统用于将加热器及被剪切岩样表面温度实时收集整理传输至电脑记录；所述温度控制系统用于接收电脑对于温度的指令，并对加热器的电热丝发出加热、恒温、冷却的指令；

所述测温热电偶贯穿所述剪切盒和所述加热器，用于直接测量出加热器和被剪切岩样的温度，所述测温热电偶电接所述温度控制器，用于将直接测量出加热器和被剪切岩样的温度信息实时传输、反馈至温度控制器；

所述声发射探头固定装置主要由声发射探头固定凹槽以及固定板、固定螺栓孔、通线孔和限位卡组成，其中，所述声发射探头固定凹槽用于维持声发射探头与剪切盒的紧密接触；所述固定板和固定螺栓孔通过固定螺栓调节声发射探头与剪切盒接触紧密程度，用以固定安装声发射探头；所述通线孔连接声发射探头信号线，用以根据现场及实际的需要不同角度的穿过固定板；所述固定板通过限位卡实现与所述剪切盒精确有效固定。

作为优选的技术方案，所述测温热电偶是温度传感器。

作为优选的技术方案，所述加热器通过信号线与温度控制器连接。

作为优选的技术方案，所述加热器包含隔热层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中的一种实现加热及温度自动化控制和声发射探头便捷固定的岩样剪切盒结构设计简单、合理，操作使用便利，能够实现在试验期间实时调控岩样的温度、声发射探头便捷固定。能更为准确地模拟不同温度下的地温情形使岩石剪切试验结果更加科学、准确，有效减少声发射探头因固定不当而造成灵敏度低、声波收集效果差等问题，试验工作效率得到极大提高，成本相对较低，寿命周期长，可重复使用，具有重要的运用前景和实际意义，适宜推广使用。

附图说明