[实用新型]拟真三轴声发射场应变联合观测装置

说明书

本实用新型公开了一种拟真三轴声发射场应变联合观测装置，涉及岩石材料声发射场应变检测领域。装置包括可视构件固定卡座、可视构件和传感器耦合固定构件；待测试块前后侧面分别与可视构件接触，可视构件内置在带观测窗口的固定卡座中；待测试块左右侧面分别与传感器耦合固定构件接触，该固定构件装有与待测试块耦合接触的声发射传感器；传感器耦合固定构件上部设有悬挂板；可视构件及其固定卡座分别设有贯通孔，固定螺杆穿过贯通孔与螺母连接。本装置将声发射传感器有规律地布置在待测试块的侧面，实现岩石破裂声发射监测，容易安装，操作简单，装置可循环使用；可视构件既实现三轴加载模拟岩石受力状态，又实现应变场变化以及裂纹扩展的观测。

技术领域

本实用新型涉及岩石或类岩石材料声发射场应变检测技术领域，尤其涉及一种拟真三轴声发射场应变联合观测装置。

背景技术

声发射、场应变检测技术已经在岩石工程领域被广泛应用，用于监测岩石的损伤演化过程。进行声发射场应变监测试验时需要将声发射传感器固定于岩石表面采集声发射信号。目前并没有专门的声发射传感器的固定装置。目前，实验室中声发射传感器的固定方式主要包括机械固定、粘接固定和磁吸附固定方式。机械固定是通过固定夹具和紧固螺丝将传感器固定于岩石或类岩石试样表面，拧的太紧会影响脆性试样内部机构且会磨损传感器，拧的太松传感器和试样接触不够紧密，容易脱落；磁吸附固定是通过磁吸力固定声发射传感器，由于岩石及类岩石为不同于钢材的脆性材料，所以磁吸附固定难以适用；粘接固定是通过在传感器表面涂抹凡士林，采用医用胶带缠绕传感器与试样，将其固定，此种固定方式传感器拆装但胶水会在岩石试样表面扩散，弹性橡胶薄膜会占去较大的面积，可用于观测裂隙扩展的面积太少，阻挡其他设备的监测，且安装比较麻烦耗时，不能重复利用，以及存在易于掉落造成传感器损坏、反复粘贴安装造成试样表面损伤等问题。

真实的矿山围岩一般处于三轴状态，为更好的模拟围岩现场情况，完整的观测应变场的变化以及裂纹的扩展，必须实现三轴加载的模拟，现有技术中，还没有将三轴加载的模拟与试件前后观测面有效完整的观测结合的设备。

实用新型内容

为了解决声发射检测实验观测面不足的问题以及模拟矿山围岩三轴受力状况，本实用新型提供了一种拟真三轴声发射场应变联合观测装置，模拟三轴受力的同时实时观测试样的表面结构变化。

为实现此技术目的，本实用新型采用如下方案：一种拟真三轴声发射场应变联合观测装置，包括可视构件固定卡座、可视构件、声发射传感器、传感器耦合固定构件和固定螺杆；待测试块前后侧面分别与可视构件紧密接触，可视构件内置在可视构件固定卡座中，可视构件固定卡座为一侧开口式的箱体结构，开口对侧的箱体结构侧壁设有观测窗口；待测试块左右侧面分别与传感器耦合固定构件接触，传感器耦合固定构件中装有声发射传感器，声发射传感器与待测试块接触；传感器耦合固定构件上部设有固定连接的悬挂板，悬挂板用于与外界施力设备连接；可视构件和可视构件固定卡座的四角分别设有贯通孔，固定螺杆穿过可视构件和可视构件固定卡座的贯通孔与螺母连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的拟真三轴声发射场应变联合观测装置将声发射传感器有规律地布置在待测试块的侧面，实现岩石破裂声发射特性及声发射定位监测，容易安装，操作简单，循环使用；可视构件既实现三轴加载，有效地模拟地下空间岩石实际所处的状态，又实现前后端面的应变场的变化以及裂纹扩展的观测。

本实用新型的优选方案为：

传感器耦合固定构件四角分别设有盲孔，盲孔中由里至外依次装有耦合加载弹簧、橡胶垫片和声发射传感器；使声发射传感器紧密贴合在待测试块表面，增加耦合程度，提高实验数据的可靠度，同时耦合加载弹簧具有遇到岩石突然破裂时缓冲保护声发射传感器的作用。

盲孔的侧壁上设有垂直侧壁的缺口，缺口中放置声发射传感器的接线柱。

缺口处设有声发射传感器的限位杆，防止声发射传感器滑落造成损失。