专利名称：一种深部土体固结参数的声发射测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于深部土体声发射测试土体固结参数装置，主要用于岩土工程声发射测土固结过程的参数获取，该试验装置可广泛用于隧道、地下工程、深部土体等岩土工程原位测土领域，具有广泛的工程应用价值和教学科研价值。
背景技术：
伴随地下工程开挖深度增加。要保证地下工程的安全，需要对深层土的土压力性状有较好的把握。深厚表土层地下结构依井筒为例，井筒周围地压经历固结、井筒开挖、内砌修建等施工过程。空间上地压分布的不均匀性(地压随冲积层深度增加而变化)建井过程在时间和空间上分布将发生复杂的演化。如何在室内模型试验中探索原位测试技术，进行一种深厚表土声发射测试土体性状参数的技术，已是深部土力学研究的一项迫切任务。目前对于深厚表土层土体性状参数的研究，因现有原位土体测试技术的滞后，被迫限制于用重塑土体来代替。但深厚表土层的重塑土实际工作状态为深厚表土固结、土体开挖、土体重塑加压等过程，显然重塑土体无法代替原位土体进行测试。
发明内容本实用新型提供一种方法简单，操作便捷，准确度高的深部土体固结参数的声发射测试装置，主要应用于深部土体声发射测试土体固结参数。本实用新型是以如下技术方案实现的:一种深部土体固结参数的声发射测试装置，它包括固结装置和数据接收装置和加载装置；所述的固结装置包括底座、刚性套筒、声发射传感器和压力帽；底座的底面上有若干环形卡槽，环形卡槽中卡装有封圈，封圈中安装有下垫片)，下垫片上安装有下声发射传感器，刚性套筒的下部装入封圈中并坐落在下垫片上；刚性套筒的内壁上有与内壁紧密贴合的环壁的环形透水石，在刚性套筒的上端部通过上垫片安装有上声发射传感器，下声发射传感器与上声发射传感器异向布置；上垫片通过上封圈安装在刚性套筒的上端部；在上垫片上还安装有压力帽；在筒壁的上下部各设有排水孔；在刚性套筒中部装设有用于约束土样的外封圈；所述的数据接收装置包括位移信号接收器和声波信号接收器；加载装置包括传动杆和安装在传动杆上的位移传感器，位移传感器通过导线连接位移信号接收器；下声发射传感器和上声发射传感器通过导线连接声波信号接收器。本实用新型的有益效果是:在室内模型试验中探索了原位测土技术，探索了一种深厚表土声发射测试土体固结性状参数技术，用于无损测土理论基础研究的室内试验。其方法简单，操作便捷，准确度高。
图1是本实用新型的结构示意图。图中:1-刚性套筒，2-压力帽，3-底座，4-上封圈，5-中封圈，6-下封圈，7-垫片，8-垫片，9-侧面排水孔，10-声发射传感器，11-环形透水石，12-卡槽，13-位移接收器，14-声波发射及接收器，15-位移传感器，16-传动杆，17-预留孔，18-导线。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细的描述本实用新型。如图1所示，一种深部土体固结参数的声发射测试装置，它包括固结装置和数据接收装置和加载装置；固结装置包括底座3、刚性套筒1、声发射传感器和压力帽2 ;底座3的底面上有若干环形卡槽12,环形卡槽12中卡装有封圈6,封圈中安装有下垫片7,下垫片7上安装有下声发射传感器10，刚性套筒I的下部装入封圈6中并坐落在下垫片7上；刚性套筒I的内壁上有与内壁紧密贴合的环壁的环形透水石11，在刚性套筒I的上端部通过上垫片8安装有上声发射传感器10.1,下声发射传感器10与上声发射传感器10.1异向布置；在下垫片7和上垫片8的中心位置均预留有孔洞，下声发射传感器10、上声发射传感器
10.1分别安装在下垫片7和上垫片8上的预留孔洞中。上垫片8通过上封圈4安装在刚性套筒I的上端部；在上垫片8上还安装有压力帽2 ;在筒壁的上下部各设有排水孔9 ;排水孔9为蜂窝状。在刚性套筒I中部装设有用于约束土样的外封圈5 ;所述的数据接收装置包括位移信号接收器13和声波信号接收器14 ;加载装置包括传动杆16和安装在传动杆16上的位移传感器15，位移传感器15通过导线连接位移信号接收器13 ;下声发射传感器10和上声发射传感器10.1通过导线连接声波信号接收器14。刚性套筒I内壁贴紧环形透水石11后推入制配完毕的土样，刚性套筒I上、中、下各布设外封圈用于约束土样上中下位移。土体一维固结过程传动杆16接触压力帽2开始记录位移时间函数关系曲线，同步骤下进行声波发射14通过上下声发射传感器10进行波传导，声波接受器14记录波型传导变化曲线，上述过程中的位移时间函数与波型传导函数建立拟合函数关系，数值分析得出声发射测土固结过程理论关系。本实用新型的装置测试方法如下:土体一维固结过程中记录位移变化并建立位移时间函数曲线，x=kt，其中:x为竖向位移，t为时间，k为系数。与同步骤下一维声发射传感器发送、接受波型传导变化曲线，
波型传导函数关系，夂=.ph^p ，其中:Λ ts为横波型时差，Atp为纵波型时差，
^ Δ + I Pb+Zu
P b为土体体积密度，X、Y、z为地区参数。通过两个方程共同变量t建立拟合函数关系，添加边界条件:t=o，x=o ；t=ts+tp,得出两函数关系方程。位移与声波波型变化数值函数关系，可用于无损测土理论基础研 究的室内试验。通过土体一维固结过程中位移变化与同步一维声发射波型传导变化建立函数关系，用于无损测土理论基础研究的室内试验，本实用新型可用于大中专院校岩土工程领域科研试验。
权利要求1.一种深部土体固结参数的声发射测试装置，其特征在于:它包括固结装置和数据接收装置和加载装置；所述的固结装置包括底座(3)、刚性套筒(I)、声发射传感器和压力帽(2);底座(3)的底面上有若干环形卡槽(12),环形卡槽(12)中卡装有封圈(6),封圈中安装有下垫片(7)，下垫片(7)上安装有下声发射传感器(10)，刚性套筒(I)的下部装入封圈(6)中并坐落在下垫片(7)上；刚性套筒(I)的内壁上有与内壁紧密贴合的环壁的环形透水石(11 )，在刚性套筒(I)的上端部通过上垫片(8 )安装有上声发射传感器(10.1)，下声发射传感器(10)与上声发射传感器(10.1)异向布置；上垫片(8)通过上封圈(4)安装在刚性套筒(O的上端部；在上垫片(8)上还安装有压力帽(2);在筒壁的上下部各设有排水孔(9);在刚性套筒(I)中部装设有用于约束土样的外封圈(5);所述的数据接收装置包括位移信号接收器(13)和声波信号接收器(14);加载装置包括传动杆(16)和安装在传动杆(16)上的位移传感器(15)，位移传感器(15)通过导线连接位移信号接收器(13);下声发射传感器(10)和上声发射传感器(10.1)通过导线连接声波信号接收器(14)。
2.根据权利要求1所述的一种深部土体固结参数的声发射测试装置，其特征在于:在所述的排水孔(9)为蜂窝状。
3.根据权利要求1所述的一种深部土体固结参数的声发射测试装置，其特征在于:在下垫片(7)和上垫片(8)的中心位置均预留有孔洞，下声发射传感器(10)、上声发射传感器(10.1)分别安装在下垫片(7)和上垫片(8)上的预留孔洞中。
专利摘要本实用新型公开了一种声发射测土固结过程装置，属深部土体固结参数测试装置。包括刚性套筒、底座、声发射和压力帽组成的固结装置及位移、声波接收器组成的数据接收装置。固结装置自下而上依次布置底座、垫片、封圈、上下声发射传感器、含土样的刚性套筒、环形透水石、压力盖板。底座内预设若干卡槽，上下垫片预留孔洞放入声发射传感器，含土样的刚性套筒内壁设有环形透水石，筒壁设有侧面排水孔，刚性套筒上中下各布设外封圈。数据接收装置由位移接收器和声波发射及接收器组成，各独立工作。通过土体一维固结过程中位移变化与同步一维声发射波型传导变化建立函数关系，用于无损测土理论基础研究的室内试验。
文档编号G01N29/14GK203069557SQ201220710540
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者陶祥令, 刘辉, 王静, 魏建军, 刘聘, 徐新斌, 赵武, 涂强, 崔廷锋, 徐志鹏, 路庆涛, 王琳 申请人:江苏建筑职业技术学院