專利名稱：一種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程材料測(cè)試領(lǐng)域的測(cè)試裝置，具體涉及一種基于巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)的工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭。
背景技術(shù)：
在工程測(cè)試領(lǐng)域中，為了研究巖石等工程材料在應(yīng)力場(chǎng)和滲流場(chǎng)耦合情況下的孔隙裂隙分布和擴(kuò)展等特性，需對(duì)巖石等工程材料的聲波傳輸速度和水滲透率等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試的三軸試驗(yàn)，在試驗(yàn)時(shí)，需為三軸伺服試驗(yàn)系統(tǒng)配置一套承壓滲透式聲測(cè)探頭，即為了滿足試驗(yàn)要求，除了探頭的強(qiáng)度和剛度等需與三軸伺服試驗(yàn)機(jī)構(gòu)和巖石等工程材料相匹配，探頭需具備具有聲波發(fā)射和接收等功能的聲波傳感器外，探頭還要具備對(duì)所測(cè)試的巖石等工程材料進(jìn)行滲透孔隙水的功能。為了使試驗(yàn)結(jié)果更加符合巖石等工程材料自身的客觀特性，以得出客觀準(zhǔn)確的滲 透結(jié)果，需要求探頭與巖石等工程材料樣品中的滲透通道的對(duì)應(yīng)耦合應(yīng)盡可能符合巖石等工程材料的孔隙裂隙的分布特征。因巖石等工程材料的內(nèi)部及形成于表面的孔隙裂隙呈隨機(jī)性分布，而目前現(xiàn)有的承壓滲透式聲測(cè)探頭其用于輸送滲透水的孔隙水通孔多設(shè)置在探頭的承壓面的中心處，沒有與巖石等工程材料隨機(jī)分布的孔隙裂隙對(duì)應(yīng)，使水不能均勻有效地滲透于孔隙裂隙內(nèi)，導(dǎo)致無(wú)法得出客觀準(zhǔn)確的滲透試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)而影響整個(gè)三軸試驗(yàn)結(jié)果的全面可靠性，以至于不能科學(xué)合理地研究巖石等工程材料在應(yīng)力場(chǎng)和滲流場(chǎng)耦合情況下的孔隙裂隙分布和擴(kuò)展特性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，其可使水均勻有效地滲透于巖石等工程材料的孔隙裂隙內(nèi)，進(jìn)而能科學(xué)合理地研究巖石等工程材料在應(yīng)力場(chǎng)和滲流場(chǎng)耦合情況下的孔隙裂隙分布和擴(kuò)展特性。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用這樣的技術(shù)方案—種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，包括探頭本體，所述探頭本體具有孔隙水通孔，所述探頭本體的承壓面規(guī)則布設(shè)有凹槽，所述凹槽與所述孔隙水通孔聯(lián)通。上述探頭本體呈圓柱狀，上述凹槽為同心環(huán)形與徑向交錯(cuò)設(shè)置。上述孔隙水通孔布設(shè)于上述凹槽的交點(diǎn)處。上述探頭本體的承壓面附有透水墊。 上述探頭本體具有聲波換能裝置。上述聲波換能裝置包括工作配合連接的聲波傳感器、壓電陶瓷和信號(hào)線。采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，其承壓面規(guī)則布設(shè)的凹槽可與被測(cè)試的巖石等工程材料的內(nèi)部及表面隨機(jī)分布的孔隙裂隙對(duì)應(yīng)，并且凹槽與用于輸送滲透水的孔隙水通孔聯(lián)通，即水經(jīng)孔隙水通孔由凹槽形成的水流通道進(jìn)一步疏通擴(kuò)散，進(jìn)而全面地滲透于巖石等工程材料的孔隙裂隙內(nèi)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，突破傳統(tǒng)探頭的承壓面構(gòu)造形式，克服傳統(tǒng)探頭的孔隙水通孔不能與巖石等工程材料隨機(jī)分布的孔隙裂隙對(duì)應(yīng)的缺陷，使水能均勻有效地滲透于孔隙裂隙內(nèi)，可使人們更加科學(xué)合理地研究巖石等工程材料在應(yīng)力場(chǎng)和滲流場(chǎng)耦合情況下的孔隙裂隙分布和擴(kuò)展特性。進(jìn)一步，透水墊可對(duì)水進(jìn)行滲透式的擴(kuò)散，進(jìn)一步提高接下來(lái)水滲透于巖石等工程材料的孔隙裂隙內(nèi)的均勻程度。

圖I為本實(shí)用新型的局部剖示圖；圖2為本實(shí)用新型的承壓面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中
I-探頭本體11-孔隙水通孔12-凹槽121-環(huán)形凹槽122-徑向凹槽 13-透水墊2-聲波換能裝置 21-聲波傳感器22-壓電陶瓷23-信號(hào)線
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。本實(shí)用新型的一種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，如圖I和2所示，包括探頭本體I。探頭本體I具有用于輸送滲透水的孔隙水通孔11，改進(jìn)之處在于探頭本體I的承壓面上規(guī)則布設(shè)有凹槽12，并且凹槽12與孔隙水通孔11聯(lián)通，凹槽12對(duì)流經(jīng)孔隙水通孔11后的水進(jìn)行均勻的疏通擴(kuò)散，進(jìn)而提高水滲透于巖石等工程材料的孔隙裂隙內(nèi)的均勻和有效程度。為了進(jìn)一步增強(qiáng)凹槽12對(duì)水的疏通擴(kuò)散效果，優(yōu)選地，在呈圓柱狀的探頭本體I的承壓面上將凹槽12設(shè)置成由同心的環(huán)形凹槽121與徑向凹槽122相交錯(cuò)的形式。為了提高孔隙水通孔11與凹槽12的配合工作性能，再進(jìn)一步增強(qiáng)凹槽12對(duì)水的疏通擴(kuò)散效果優(yōu)選地，孔隙水通孔11布設(shè)在環(huán)形凹槽121與徑向凹槽122的交點(diǎn)處，呈多點(diǎn)樞紐均布的形式。為了對(duì)水進(jìn)行滲透式擴(kuò)散，進(jìn)一步提高接下來(lái)水滲透于巖石等工程材料的孔隙裂隙內(nèi)的均勻程度，優(yōu)選地，在探頭本體I的承壓面上附設(shè)透水墊13。為了實(shí)現(xiàn)聲測(cè)功能，探頭本體I還配設(shè)有聲波換能裝置2，并且聲波換能裝置2優(yōu)選地包括采用可配合工作的方式相連接在一起的聲波傳感器21、壓電陶瓷22和供信號(hào)傳輸?shù)男盘?hào)線23。本實(shí)用新型的工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭用于巖石等工程材料的測(cè)試試驗(yàn)，在測(cè)試時(shí)，水經(jīng)孔隙水通孔進(jìn)入凹槽形成的水流通道內(nèi)，由凹槽進(jìn)行疏通擴(kuò)散，之后水均勻的滲透進(jìn)入透水墊，并經(jīng)透水墊進(jìn)行滲透式的擴(kuò)散后，接下來(lái)水會(huì)自然均勻有效地滲透進(jìn)入被測(cè)試的巖石等工程材料的孔隙裂隙內(nèi)；需要時(shí)，配合上述滲透測(cè)試適時(shí)驅(qū)動(dòng)聲波換能裝置來(lái)對(duì)巖石等工程材料的聲波傳輸特性等進(jìn)行測(cè)試。本實(shí)用新型的工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，聲波傳感器、壓電陶瓷和信號(hào)線可配合工作并達(dá)到聲波換能效果；聲波換能裝置也可采用其它適用于巖石等工程材料測(cè)試領(lǐng)域的聲波換能裝置；透水墊具有滲透水的效果，其應(yīng)具有與探頭或巖石等工程材料相匹配的強(qiáng)度和剛度等特性；孔隙水通孔也可根據(jù)實(shí)際要求變換布設(shè)形式；凹槽的分布形式也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型的產(chǎn)品形式并非限于本案圖示和實(shí)施例，任何人對(duì)其進(jìn)行類似思路的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇?！?br> 權(quán)利要求1.一種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，包括探頭本體，所述探頭本體具有孔隙水通孔，其特征在于所述探頭本體的承壓面規(guī)則布設(shè)有凹槽，所述凹槽與所述孔隙水通孔聯(lián)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，其特征在于上述探頭本體呈圓柱狀，上述凹槽為同心環(huán)形與徑向交錯(cuò)設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，其特征在于上述孔隙水通孔布設(shè)于上述凹槽的交點(diǎn)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，其特征在于上述探頭本體的承壓面附有透水墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，其特征在于上述探頭本體具有聲波換能裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，其特征在于上述聲波換能裝置包括工作配合連接的聲波傳感器、壓電陶瓷和信號(hào)線。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，包括探頭本體，探頭本體具有孔隙水通孔，探頭本體的承壓面規(guī)則布設(shè)有凹槽，凹槽與所述孔隙水通孔聯(lián)通。采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，其承壓面規(guī)則布設(shè)的凹槽可與被測(cè)試的巖石等工程材料的內(nèi)部及表面隨機(jī)分布的孔隙裂隙對(duì)應(yīng)，并且凹槽與孔隙水通孔聯(lián)通，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的工程用承壓滲透式聲測(cè)探頭，突破傳統(tǒng)探頭的承壓面構(gòu)造形式，克服傳統(tǒng)探頭的孔隙水通孔不能與巖石等工程材料隨機(jī)分布的孔隙裂隙對(duì)應(yīng)的缺陷，使水能均勻有效地滲透于孔隙裂隙內(nèi)，可更加科學(xué)合理地研究巖石等工程材料在應(yīng)力場(chǎng)和滲流場(chǎng)耦合情況下的孔隙裂隙分布和擴(kuò)展特性。
文檔編號(hào)G01N29/24GK202599914SQ20122014917
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者俞縉, 蔡燕燕, 陳旭, 陳榮淋 申請(qǐng)人:華僑大學(xué)