The invention discloses a rock multi-element information acquisition system and a test method, including a loading mechanism, a monitoring mechanism and a protective device. The loading mechanism includes a controller, a base, a pressure frame and a loading cone head; the monitoring mechanism includes a pressure sensor, a displacement sensor, a video camera, a CT scanner and an acoustic emission sensor. The data received by the sensor will be automatically transmitted to the PC for real-time data analysis and processing, and the pressure sensor and the displacement sensor will be self-contained. Dynamic recording of rock specimen deformation and stress during loading; CT scanner automatically scans the generation and propagation of cracks in rock samples; acoustic emission sensors automatically receive acoustic emission signals to determine the maximum stress previously imposed on rock; and protective devices are installed outside the loading mechanism to protect. The invention has the advantages of automatic loading and automatic stopping loading, high measuring accuracy, multi-information collection, analysis of crack formation and expansion of rock samples, and real-time data recording and analysis and visualization.
【技术实现步骤摘要】
一种岩石多元信息采集系统及试验方法
本专利技术涉及一种岩石信息采集装置,具体涉及一种岩石多元信息采集系统数据处理方法。
技术介绍
在岩石力学的研究中,很多需要采集岩石的各种物理参数信息,比如说单轴饱和抗压强度、变形模量等。但目前来说,这些信息的采集均或多或少地存在一些困难,以直接测定岩石单轴饱和抗压强度的试验方法为例,现行的测定方法存在数据准确性不高、试验的便捷性较差、试验过程较为复杂、试验过程可能会出现岩屑崩出伤人的安全隐患等问题。在对岩石试样单轴饱和抗压强度的间接测定中,可利用点荷载试验,测得岩石试样的点荷载强度,再利用岩石点荷载强度和单轴饱和抗压强度之间的换算方法及转换公式,较方便地求得岩石试样的单轴饱和抗压强度。但目前的点荷载试验方法也存在着一些弊端。首先,现有的点荷载试验仪几乎均为摇式油泵手动加载,难以控制加荷速率,测得的破坏时的最大荷载并不一定准确;并且,现有的点荷载试验仪需要手动计算点荷载强度,存在不便;此外,在点荷载试验过程中,某些坚硬岩石在压力作用下可能会飞出碎屑伤人,也会存在安全隐患。目前岩石力学研究方向中,对岩石断裂和损伤及岩体初始应力等方面的研究课题也需要研究岩石试样在加载破裂过程中的性质。而现有的试验装置能够测量的岩石试样的信息太少,无法观察和分析岩石试样在点荷载下的裂隙生成和扩展过程,更无法在PC上实时记录和分析数据,数据的可视化程度低。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提出了一种合理方便的全新设备和方法,能够实现点荷载试验恒定速率自动加载,便捷准确地得到所需要材料的强度值,并能够保障试验过程的安全,而且可以集成多种测试方法和 ...
【技术保护点】
1.一种岩石多元信息采集系统,其特征在于,包括加载机构、监测机构和防护装置,所述的加载机构用于对岩石试样施加点荷载;所述的监测机构用于监测试样的受力、裂隙生成和扩展,并能将信息传输到PC端实时记录和分析数据;所述的防护装置设置于加载机构外围,起防护作用。
【技术特征摘要】
1.一种岩石多元信息采集系统,其特征在于,包括加载机构、监测机构和防护装置,所述的加载机构用于对岩石试样施加点荷载;所述的监测机构用于监测试样的受力、裂隙生成和扩展,并能将信息传输到PC端实时记录和分析数据;所述的防护装置设置于加载机构外围,起防护作用。2.如权利要求1所述的一种岩石多元信息采集系统,其特征在于,所述加载机构包括基座、压力框、驱动装置、上加荷锥头、下加荷锥头和控制器,所述压力框固定在基座上,压力框的顶部设有一个向下加载的上加荷锥头,在压力框的底部设有一个与所述的上加荷锥头相对的一个下加荷锥头;所述的上加荷锥头在驱动装置的驱动下能向下运动,所述的驱动装置由所述的控制器控制。3.如权利要求2所述的一种岩石多元信息采集系统,其特征在于,所述的驱动装置包括电动液压泵,所述电动液压泵通过一个推杆推动上加荷锥头。4.如权利要求2所述的一种岩石多元信息采集系统,其特征在于,所述基座底部有防滑垫,压力框通过四个紧固螺栓固定在基座上。5.如权利要求2所述的一种岩石多元信息采集系统,其特征在于,所述监测机构包括压力传感器、位移传感器、摄像机、CT扫描装置和声发射装置;所述压力传感器布设于下加荷锥头的底部,用于监测加载过程中的压力值;所述位移传感器布设于上加荷锥头内,用于监测加载过程中加荷锥头发生的位移;所述摄像机正对岩石试样布设,用于拍摄岩石试样加载过程中的整个破坏过程;所述的CT扫描装置包括两个,分别布设在压力框的两根立柱上,用于扫描岩石试样的裂隙;所述的声发射装置用于采集岩石试样加载过程中的声发射信号,用于确定岩石先前受到的最大应力;所述的压力传感器、位移传感器、摄像机、CT扫描装置、声发射装置将采集到的信息都能实时传至PC端进行数据记录和处理。6.如权利要求6所述的一种岩石多元信息采集系统,其特征在于,在所述的两根立柱上设有导轨和驱动装置,所述的两个CT扫描装置在驱动装置驱动下可以沿着所述的导轨同时上下移动。7.如权利要求1所述的一种岩石多元信息采集系统,其特征在于,所述防护装置位于加载机构外围,为可拆卸式。8...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨为民,王文扬,管清正,卜泽华,黄鑫,许振浩,林鹏,潘东东,刘蓓蕾,
申请(专利权)人:山东大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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