【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩石试件破坏监测，具体涉及一种压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，本专利技术还涉及一种压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统的监测方法。
技术介绍
1、声发射监测广泛的应用于岩石单轴压缩试验过程中，对岩石内部损伤破裂以及内部微破裂面之间的剪切滑动有很好的监测效果，在岩石稳定性方面的研究中有着广泛的应用。目前，利用声发射传感器采集的信号中各个特征参数已经可以进行相关的应用，如幅度、能量、频率、持续时间、上升时间、信号计数(振铃计数)、事件数目和波形等。例如，声发射事件的计数、幅度和能量与裂纹扩展扩展相关；声发射的频谱与复合材料的各种失效机制相关；对声发射事件进行计数可以表示损伤的强度。利用这些特征参数，最终是为了是揭示随机损伤与材料属性的变化在施加应力作用下的相互关系。
2、红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，进一步计算出温度值。红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以看到物体表面的温度分布状况。随着时代的进步，科技的发展，红外热成像监测装置也被人们广泛用于各个领域，但是，目前市场上现有的红外热成像监测装置普遍存在一个问题，红外热成像监测装置在移动时流程繁琐，从而导致工作人员不便于使用的状况。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，得出岩石在变形破坏过程中内部裂隙的发育状态信息，最终提炼出岩石变形破坏的前兆特征信息。
2、本
3、本专利技术所采用的第一技术方案是，压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，包括壳体，壳体内部底部的中心位置设置有岩样放置台，岩样放置台顶部设置有液压缸，岩样放置台用于放置待测试的岩样，液压缸的活塞筒端口设置有固定板，壳体内部底部还设置有竖杆支架模块，下压板的向外延伸段上还设置有控制按钮、压力显示器、声发射显示器、裂纹扩展显示器。
4、本专利技术第一技术方案的特点还在于，
5、壳体是由上压板、下压板及压板四角垂直设置的竖板围成的内部中空的壳体，并且在壳体外侧还设置有护罩。
6、固定板上还垂直设置有若干水平校准螺栓，若干水平校准螺栓与固定板以及壳体内部顶部之间均垂直。
7、水平校准螺栓的数量为4根，分别设置于所述固定板的四个角处。
8、岩样放置台上岩样放置位置处还设置有压力传感器，压力传感器又与控制器连接，由于控制器还与压力显示器连接，所以通过压力显示器可以用以显示采集岩样在压缩过程中的所受的压力。
9、竖杆支架模块具体结构为：包括设置于壳体内部底部的5个竖杆支架，其中4个竖杆支架对所述岩样放置台的四个边设置，每个竖杆支架对应岩样放置台的一个边，正对岩样放置台的四个边设置的这4个竖杆支架上均布置一个声发射监测仪；另一个竖杆支架位于岩样放置台的斜方向处，即该竖杆支架正对岩样放置台靠近壳体内部的一个角处，该竖杆支架上面布置有一个热成像监测仪，热成像监测仪又与热成像显示器连接；
10、竖杆支架上水平活动连接有竖杆伸缩筒，竖杆伸缩筒一端位于竖杆支架内部，竖杆伸缩筒另一端与设置有声发射传感器槽，声发射传感器探头位于声发射传感器槽内，声发射传感器槽上开设有出线孔，传感器线一端与声发射传感器探头连接，传感器线另一端穿过出线孔，通过声发射监测线连接口连接声发射监测仪，声发射监测仪通过声发射监测仪连接控制器接口连接控制器，控制器又与控制按钮、压力显示器、声发射显示器、裂纹扩展显示器。
11、本专利技术所采用的第二技术方案是，压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统的监测方法，基于压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，通过获得岩样(9)缺陷随载荷、时间、温度这些外变量而变化的实时或连续信息，获知目标岩样内部的温度变化信息和内部裂纹扩展信息。
12、本专利技术第二技术方案的特点还在于，
13、具体按照以下步骤实施：
14、步骤1、首先在岩样表面标注声发射监测点，然后将被压缩的岩样按照监测点对应声发射传感器探头位置放置在岩样放置台上，其次将声发射传感器探头放置在竖杆支架的声发射传感器槽里面，通过竖杆伸缩筒，使得声发射传感器探头按照标注位置贴在岩样表面，两两对立；
15、步骤2、首先打开热成像监测仪，设置热成像监测仪的辐射率、温度宽度和距岩样距离参数；然后打开控制器和声发射监测仪，根据现场的环境条件设置声发射监测仪内pxaes声发射软件的参数，将处理后的信号发送至声发射显示器；最后通过控制器的fotricanalyzir软件，处理热成像图的灰度特性，然后将处理后的信息发送至裂纹扩展显示器；
16、步骤3、通过控制按钮对液压缸进行控制，利用液压缸的活塞筒达到对岩样力的施加，热成像显示器显示岩样压缩过程的岩样内部温度场的变化情况，裂纹显示器显示岩样的裂纹扩展情况，声发射显示器显示岩样振铃计数、事件计数、波击计数参数；
17、步骤4、岩样射弹性波被连接在岩样表面的声发射传感器探头接收，首先利用声发射监测仪的前置放大器将信号放大至采集所能接受的范围，随后利用控制器的pxaes声发射软件对接受的模拟信号进行处理，将模拟信号转换为数字信号进行分析处理，随后将处理完的数据存储并发送至声发射显示器，从而获知加载过程岩样的损伤事件数目、幅度和波形数据；
18、步骤5、热成像监测仪通过竖杆支架架设于下压板右上角，热成像检测原理和裂纹监测原理如图8所示，利用红外探测器和光学成像物镜接受被测岩样的红外辐射能量分布图形，反映到红外探测器的光敏元件上，从而在热成像显示器上获得岩样在加载过程中红外热像图；
19、步骤6、通过控制器的fotric analyzir软件，根据红外热成像图的灰度特性将图像分为前景和目标，之后求取图像中的最大轮廓l1，在最大轮廓中，再次寻找最大轮廓l2，使用黑色填充最大轮廓l2，通过形态学中的膨胀腐蚀操作去除空洞，然后将处理后的信息发送至裂纹扩展显示器，从而获得加载过程中岩样内部裂纹扩展规律图。
20、本专利技术的有益效果是，压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，增大固定板厚度，作为装置压头；在岩样放置台四周布置竖杆支架架设声发射监测仪器；本专利技术为满足岩样需求，将声发射监测仪器的探头设置为两种形式，一种为圆弧面，一种为平面，分别放置在岩样四周，两两对立；本专利技术为使声发射传感器探头更贴近岩样，使用立柱可使声发射传感器探头能前后移动；本专利技术使用立柱架设热成像仪和声发射检测仪。压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统的监测方法，该监测系统不仅仅能够同时得到岩样压缩时的热成像、裂纹扩展、损伤事件数目、幅度和波形等数据，提供岩样缺陷随载荷、时间、温度等外变量而变化的实时或连续信息，获知目标岩样内部的温度变化信息和内部裂纹扩展信息，同时也有效避免监测装置在移动时的繁琐，更加方便工作人员的使用。
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1.压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，包括壳体，壳体内部底部的中心位置设置有岩样放置台(10)，岩样放置台(10)顶部设置有液压缸(5)，岩样放置台(10)用于放置待测试的岩样(9)，液压缸(5)的活塞筒端口设置有固定板(7)，壳体内部底部还设置有竖杆支架模块，下压板(2)的向外延伸段上还设置有控制按钮(14)、压力显示器(15)、声发射显示器(16)、裂纹扩展显示器(17)。
2.根据权利要求1所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，所述壳体是由上压板(1)、下压板(2)及压板四角垂直设置的竖板(4)围成的内部中空的壳体，并且在壳体外侧还设置有护罩(3)。
3.根据权利要求1所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，所述固定板(7)上还垂直设置有若干水平校准螺栓(6)，若干水平校准螺栓(6)与所述固定板(7)以及壳体内部顶部之间均垂直。
4.根据权利要求3所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，所述水平校准螺栓(6)的数量为4根，分别设置于所述固定板(7)的四个角处。>
5.根据权利要求4所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，所述岩样放置台(10)上岩样(9)放置位置处还设置有压力传感器(8)，压力传感器(8)又与所述控制器连接。
6.根据权利要求1所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，所述竖杆支架模块具体结构为：包括设置于壳体内部底部的5个竖杆支架(11)，其中4个竖杆支架(11)正对所述岩样放置台(10)的四个边设置，每个竖杆支架(11)对应岩样放置台(10)的一个边，正对岩样放置台(10)的四个边设置的这4个竖杆支架(11)上均布置一个声发射监测仪(12)；另一个竖杆支架(11)位于岩样放置台(10)的斜方向处，即该竖杆支架(11)正对岩样放置台(10)靠近壳体内部的一个角处，该竖杆支架(11)上面布置有一个热成像监测仪(13)，热成像监测仪(13)又与热成像显示器(26)连接；
7.压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统的监测方法，其特征在于，基于权利要求1～6任一项所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，通过获得岩样(9)缺陷随载荷、时间、温度这些外变量而变化的实时或连续信息，获知目标岩样内部的温度变化信息和内部裂纹扩展信息。
8.根据权利要求7所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统的监测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
...【技术特征摘要】
1.压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，包括壳体，壳体内部底部的中心位置设置有岩样放置台(10)，岩样放置台(10)顶部设置有液压缸(5)，岩样放置台(10)用于放置待测试的岩样(9)，液压缸(5)的活塞筒端口设置有固定板(7)，壳体内部底部还设置有竖杆支架模块，下压板(2)的向外延伸段上还设置有控制按钮(14)、压力显示器(15)、声发射显示器(16)、裂纹扩展显示器(17)。
2.根据权利要求1所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，所述壳体是由上压板(1)、下压板(2)及压板四角垂直设置的竖板(4)围成的内部中空的壳体，并且在壳体外侧还设置有护罩(3)。
3.根据权利要求1所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，所述固定板(7)上还垂直设置有若干水平校准螺栓(6)，若干水平校准螺栓(6)与所述固定板(7)以及壳体内部顶部之间均垂直。
4.根据权利要求3所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，所述水平校准螺栓(6)的数量为4根，分别设置于所述固定板(7)的四个角处。
5.根据权利要求4所述的压缩荷载下岩石破坏前兆信息多元监测系统，其特征在于，所述岩样放置...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧，梅灿，徐海南，任建喜，韩森磊，郁金捷，王迪，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：
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