专利名称：一种工程用承压渗透式声测探头的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程材料测试领域的测试装置，具体涉及一种基于岩石三轴试验系统的工程用承压渗透式声测探头。
背景技术：
在工程测试领域中，为了研究岩石等工程材料在应力场和渗流场耦合情况下的孔隙裂隙分布和扩展等特性，需对岩石等工程材料的声波传输速度和水渗透率等参数进行测试的三轴试验，在试验时，需为三轴伺服试验系统配置一套承压渗透式声测探头，即为了满足试验要求，除了探头的强度和刚度等需与三轴伺服试验机构和岩石等工程材料相匹配，探头需具备具有声波发射和接收等功能的声波传感器外，探头还要具备对所测试的岩石等工程材料进行渗透孔隙水的功能。为了使试验结果更加符合岩石等工程材料自身的客观特性，以得出客观准确的渗透结果，需要求探头与岩石等工程材料样品中的渗透通道的对应耦合应尽可能符合岩石等工程材料的孔隙裂隙的分布特征。因岩石等工程材料的内部及形成于表面的孔隙裂隙呈随机性分布，而目前现有的承压渗透式声测探头其用于输送渗透水的孔隙水通孔多设置在探头的承压面的中心处，没有与岩石等工程材料随机分布的孔隙裂隙对应，使水不能均匀有效地渗透于孔隙裂隙内，导致无法得出客观准确的渗透试验结果，进而影响整个三轴试验结果的全面可靠性，以至于不能科学合理地研究岩石等工程材料在应力场和渗流场耦合情况下的孔隙裂隙分布和扩展特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工程用承压渗透式声测探头，其可使水均匀有效地渗透于岩石等工程材料的孔隙裂隙内，进而能科学合理地研究岩石等工程材料在应力场和渗流场耦合情况下的孔隙裂隙分布和扩展特性。为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案—种工程用承压渗透式声测探头，包括探头本体，所述探头本体具有孔隙水通孔，所述探头本体的承压面规则布设有凹槽，所述凹槽与所述孔隙水通孔联通。上述探头本体呈圆柱状，上述凹槽为同心环形与径向交错设置。上述孔隙水通孔布设于上述凹槽的交点处。上述探头本体的承压面附有透水垫。 上述探头本体具有声波换能装置。上述声波换能装置包括工作配合连接的声波传感器、压电陶瓷和信号线。采用上述技术方案后，本发明的工程用承压渗透式声测探头，其承压面规则布设的凹槽可与被测试的岩石等工程材料的内部及表面随机分布的孔隙裂隙对应，并且凹槽与用于输送渗透水的孔隙水通孔联通，即水经孔隙水通孔由凹槽形成的水流通道进一步疏通扩散，进而全面地渗透于岩石等工程材料的孔隙裂隙内，与现有技术相比，本发明的工程用承压渗透式声测探头，突破传统探头的承压面构造形式，克服传统探头的孔隙水通孔不能与岩石等工程材料随机分布的孔隙裂隙对应的缺陷，使水能均匀有效地渗透于孔隙裂隙内，可使人们更加科学合理地研究岩石等工程材料在应力场和渗流场耦合情况下的孔隙裂隙分布和扩展特性。进一步，透水垫可对水进行渗透式的扩散，进一步提高接下来水渗透于岩石等工程材料的孔隙裂隙内的均匀程度。
图I为本发明的局部剖示图；图2为本发明的承压面结构示意图。图中I-探头本体11-孔隙水通孔12-凹槽121-环形凹槽122-径向凹槽13-透水垫2-声波换能装置21-声波传感器22-压电陶瓷23-信号线
具体实施例方式为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例进行详细阐述。本发明的一种工程用承压渗透式声测探头，如图I和2所示，包括探头本体I。探头本体I具有用于输送渗透水的孔隙水通孔11，改进之处在于探头本体I的承压面上规则布设有凹槽12，并且凹槽12与孔隙水通孔11联通，凹槽12对流经孔隙水通孔11后的水进行均匀的疏通扩散，进而提高水渗透于岩石等工程材料的孔隙裂隙内的均匀和有效程度。为了进一步增强凹槽12对水的疏通扩散效果，优选地，在呈圆柱状的探头本体I的承压面上将凹槽12设置成由同心的环形凹槽121与径向凹槽122相交错的形式。为了提高孔隙水通孔11与凹槽12的配合工作性能，再进一步增强凹槽12对水的疏通扩散效果优选地，孔隙水通孔11布设在环形凹槽121与径向凹槽122的交点处，呈多点枢纽均布的形式。为了对水进行渗透式扩散，进一步提高接下来水渗透于岩石等工程材料的孔隙裂隙内的均匀程度，优选地，在探头本体I的承压面上附设透水垫13。为了实现声测功能，探头本体I还配设有声波换能装置2，并且声波换能装置2优选地包括采用可配合工作的方式相连接在一起的声波传感器21、压电陶瓷22和供信号传输的信号线23。本发明的工程用承压渗透式声测探头用于岩石等工程材料的测试试验，在测试时，水经孔隙水通孔进入凹槽形成的水流通道内，由凹槽进行疏通扩散，之后水均匀的渗透进入透水垫，并经透水垫进行渗透式的扩散后，接下来水会自然均匀有效地渗透进入被测试的岩石等工程材料的孔隙裂隙内；需要时，配合上述渗透测试适时驱动声波换能装置来、对岩石等工程材料的声波传输特性等进行测试。本发明的工程用承压渗透式声测探头，声波传 感器、压电陶瓷和信号线可配合工作并达到声波换能效果；声波换能装置也可采用其它适用于岩石等工程材料测试领域的声波换能装置；透水垫具有渗透水的效果，其应具有与探头或岩石等工程材料相匹配的强度和刚度等特性；孔隙水通孔也可根据实际要求变换布设形式；凹槽的分布形式也可根据实际要求进行调整和设计。本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
权利要求
1.一种工程用承压渗透式声测探头，包括探头本体，所述探头本体具有孔隙水通孔，其特征在于所述探头本体的承压面规则布设有凹槽，所述凹槽与所述孔隙水通孔联通。
2.根据权利要求I所述的一种工程用承压渗透式声测探头，其特征在于上述探头本体呈圆柱状，上述凹槽为同心环形与径向交错设置。
3.根据权利要求2所述的一种工程用承压渗透式声测探头，其特征在于上述孔隙水通孔布设于上述凹槽的交点处。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种工程用承压渗透式声测探头，其特征在于上述探头本体的承压面附有透水垫。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种工程用承压渗透式声测探头，其特征在于上述探头本体具有声波换能装置。
6.根据权利要求5所述的一种工程用承压渗透式声测探头，其特征在于上述声波换能装置包括工作配合连接的声波传感器、压电陶瓷和信号线。
全文摘要
本发明提出一种工程用承压渗透式声测探头，包括探头本体，探头本体具有孔隙水通孔，探头本体的承压面规则布设有凹槽，凹槽与所述孔隙水通孔联通。采用上述技术方案后，本发明的工程用承压渗透式声测探头，其承压面规则布设的凹槽可与被测试的岩石等工程材料的内部及表面随机分布的孔隙裂隙对应，并且凹槽与孔隙水通孔联通，与现有技术相比，本发明的工程用承压渗透式声测探头，突破传统探头的承压面构造形式，克服传统探头的孔隙水通孔不能与岩石等工程材料随机分布的孔隙裂隙对应的缺陷，使水能均匀有效地渗透于孔隙裂隙内，可更加科学合理地研究岩石等工程材料在应力场和渗流场耦合情况下的孔隙裂隙分布和扩展特性。
文档编号G01N29/24GK102636574SQ20121010333
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者俞缙, 蔡燕燕, 陈旭, 陈荣淋 申请人:华侨大学