專利名稱：一種工程用承壓滲透式聲測探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工程材料測試領(lǐng)域的測試裝置，具體涉及一種基于巖石三軸試驗系統(tǒng)的工程用承壓滲透式聲測探頭。
背景技術(shù)：
在工程測試領(lǐng)域中，為了研究巖石等工程材料在應(yīng)力場和滲流場耦合情況下的孔隙裂隙分布和擴(kuò)展等特性，需對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)行測試的三軸試驗，在試驗時，需為三軸伺服試驗系統(tǒng)配置一套承壓滲透式聲測探頭，即為了滿足試驗要求，除了探頭的強(qiáng)度和剛度等需與三軸伺服試驗機(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，探頭還要具備對所測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)分布的孔隙裂隙對應(yīng)，使水不能均勻有效地滲透于孔隙裂隙內(nèi)，導(dǎo)致無法得出客觀準(zhǔn)確的滲透試驗結(jié)果，進(jìn)而影響整個三軸試驗結(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)力場和滲流場耦合情況下的孔隙裂隙分布和擴(kuò)展特性。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種工程用承壓滲透式聲測探頭，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)力場和滲流場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，本實用新型采用這樣的技術(shù)方案—種工程用承壓滲透式聲測探頭，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、壓電陶瓷和信號線。采用上述技術(shù)方案后，本實用新型的工程用承壓滲透式聲測探頭，其承壓面規(guī)則布設(shè)的凹槽可與被測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，本實用新型的工程用承壓滲透式聲測探頭，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)力場和滲流場耦合情況下的孔隙裂隙分布和擴(kuò)展特性。進(jìn)一步，透水墊可對水進(jìn)行滲透式的擴(kuò)散，進(jìn)一步提高接下來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為本實用新型的局部剖示圖；圖2為本實用新型的承壓面結(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-信號線
具體實施方式
為了進(jìn)一步解釋本實用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。本實用新型的一種工程用承壓滲透式聲測探頭，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。為了對水進(jìn)行滲透式擴(kuò)散，進(jìn)一步提高接下來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。為了實現(xiàn)聲測功能，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和供信號傳輸?shù)男盘柧€23。本實用新型的工程用承壓滲透式聲測探頭用于巖石等工程材料的測試試驗，在測試時，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，接下來水會自然均勻有效地滲透進(jìn)入被測試的巖石等工程材料的孔隙裂隙內(nèi)；需要時，配合上述滲透測試適時驅(qū)動聲波換能裝置來對巖石等工程材料的聲波傳輸特性等進(jìn)行測試。本實用新型的工程用承壓滲透式聲測探頭，聲波傳感器、壓電陶瓷和信號線可配合工作并達(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)實際要求變換布設(shè)形式；凹槽的分布形式也可根據(jù)實際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計。本實用新型的產(chǎn)品形式并非限于本案圖示和實施例，任何人對其進(jìn)行類似思路的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實用新型的專利范疇。·
權(quán)利要求1.一種工程用承壓滲透式聲測探頭，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、壓電陶瓷和信號線。
專利摘要本實用新型提出一種工程用承壓滲透式聲測探頭，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，本實用新型的工程用承壓滲透式聲測探頭，其承壓面規(guī)則布設(shè)的凹槽可與被測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，本實用新型的工程用承壓滲透式聲測探頭，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)力場和滲流場耦合情況下的孔隙裂隙分布和擴(kuò)展特性。
文檔編號G01N29/24GK202599914SQ20122014917
公開日2012年12月12日 申請日期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 申請人:華僑大學(xué)