【技术实现步骤摘要】
本申请涉及围岩松动圈应力测试的领域，尤其是涉及一种干式围岩松动圈声波测量装置及测量方法。
技术介绍
1、围岩松动圈是指地下工程中，围岩因受地质构造、地应力、爆破等因素的影响，在巷道周边产生的松动和破裂范围。这个概念主要应用于隧道工程中，用来描述围岩的稳定性和安全性。通过对围岩松动圈的研究，工程师们可以更好地了解围岩的力学性质和变形行为，从而制定更加合理和有效的维护方案。
2、围岩松动圈声波测试法是一种利用声波检测围岩松动情况的无损检测方法。该方法通过在围岩中布置换能器，发射一定频率的超声波并接收回波，将回波信号转换成电信号进行分析和处理，以确定围岩的松动情况。而声波测试法主要包括干式测量法和湿式测量法，干式测量主要是指在围岩中布置换能器，发射超声波并接收回波，从而检测围岩的松动情况。但干式围岩松动圈声波测量法无法准确描述围岩的物理性质和结构特征，且操作安装复杂。与传统的与干式围岩松动圈声波测量不同的是，湿式测量是在围岩中注入一定量的水，以改善围岩的声学性质，从而更好地激发和接收超声波信号。但湿式测量法测试时，需要注水设备和水源，以及对围岩的渗透性和吸水性有一定要求，且在注水条件下进行测量可能会对围岩产生一定的压力和变形，因此需要注意测量过程中对围岩的保护。
3、因此，亟需提供一种新的方案用于实现围岩松动圈的声波测量，以提高对不同围岩环境的适应度，降低操作要求，保证测试精度。
技术实现思路
1、为了提高对不同围岩环境的适应度，降低操作要求，保证测试精度，本申请
2、本申请第一方面提供的一种干式围岩松动圈声波测量装置，采用如下的技术方案：
3、一种干式围岩松动圈声波测量装置，包括：
4、探孔延伸件，用于探入检测孔；
5、声波探头，固定设置于探孔延伸件；
6、液囊，固定于探孔延伸件，所述液囊包裹声波探头；
7、液管，连通于液囊，作业时能够延伸至检测孔外；
8、作业时，液管对液囊充液，能够使液囊膨胀至抵触检测孔周壁。
9、通过采用上述技术方案，作业时，将探孔延伸体伸入围岩检测孔内，然后，通过液管对液囊充水或其他液体，即可使液囊膨胀至抵触于检测孔的周壁，然后再通过位于液囊内的声波探头发射声波对围岩松动圈测量即可，采用本申请的方案，声波探头位于液囊内，即，具有采用湿式检测法用水或其他液体填充于检测孔内以改善围岩的声学性质的优势，又能够避免水流渗入围岩内，可操作性较佳，减少对测量结果的影响，保证测试精度。
10、可选的，所述声波探头设置有多个；
11、多个所述声波探头的外侧共同包裹有固定于探孔延伸件的液囊。
12、通过采用上述技术方案，作业时，可以对液囊充液膨胀至抵触于检测孔的孔壁，而位于液囊内的多个声波探头可以对围岩松动圈进行测量。
13、可选的，所述声波探头设置有多个；
14、所述声波探头的外侧均包裹有固定于探孔延伸件的液囊。
15、通过采用上述技术方案，作业时，可以对多个液囊充液膨胀，至抵触于检测孔的孔壁，以同时通过多个声波探头对围岩松动圈进行测量。
16、可选的，相邻液囊之间固定有连通管。
17、通过采用上述技术方案，作业时，采用液管向一液囊内充液，通过相邻液囊之间的连通管，能够实现多个液囊的同步充液，从而实现多个液囊的同步膨胀，以使多个液囊均能够抵触于检测孔壁，以便于声波探头的检测。
18、可选的，所述探孔延伸件固定有图像采集部件和/或视频采集部件和/或三维扫描部件。
19、通过采用上述技术方案，作业时，随探孔延伸件的伸入，图像采集部件和/或视频采集部件和/或三维扫描部件能够对检测孔内的情况进行采集，以便于明确检测孔内情况。
20、可选的，还包括：
21、水压检测部件，设置于探孔延伸件对应液囊的位置。
22、通过采用上述技术方案，通过设置的水压检测部件，能够将液囊内的水压进行检测，以保证液囊的压力恒定，避免水压过大破坏液囊或岩壁。
23、可选的，还包括：
24、数据采集器，通过导线连接于声波探头。
25、通过采用上述技术方案，采用的数据采集器与声波探头连接，可以用于对声波探头发出的信号以及回收的信号进行收集、处理。
26、可选的，所述液囊为环形囊；
27、所述声波探头位于所述液囊的轴线位置处。
28、通过采用上述技术方案，液囊在进行充液膨胀时，环形的液囊膨胀能够将声波探头推动至液囊的轴线位置处，即检测孔的轴线位置处，以提高声波探头发射及回收声波时测量的准确性。
29、可选的，还包括：
30、防护件，设置于探孔延伸件，用于对未充水状态的液囊保护。
31、通过采用上述技术方案，设置的防护件，在将探孔延伸件伸入探孔内时，能够对未充水状态的液囊保护，减少液囊的磨损，保护液囊。
32、本申请第二方面提供一种干式围岩松动圈声波测量方法，采用以下方案：
33、一种干式围岩松动圈声波测量方法，包括以下步骤：
34、将探孔延伸件周壁的液囊抽空，使液囊处于收缩状态；
35、将探孔延伸件插入检测孔内；
36、通过液管对液囊充入水或其他液体，直至液囊的周壁抵触于检测孔的周壁，并通过水压检测部件检测水压情况，保证液囊内水压到达预设水压，停止供水；
37、开启声波探头，通过声波探头发射并回收声波并传输至数据采集器，通过数据采集器对声波探头检测的声波信号处理，完成围岩松动圈的测量。
38、通过采用上述技术方案，
39、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
40、1.作业时，将探孔延伸体伸入围岩检测孔内，然后，通过液管对液囊充水或其他液体，即可使液囊膨胀至抵触于检测孔的周壁，然后再通过位于液囊内的声波探头发射声波对围岩松动圈测量即可，采用本申请的方案，声波探头位于液囊内，即，具有采用湿式检测法用水或其他液体填充于检测孔内以改善围岩的声学性质的优势，又能够避免水流渗入围岩内，可操作性较佳，减少对测量结果的影响，保证测试精度；
41、2.作业时，采用液管向一液囊内充液，通过相邻液囊之间的连通管，能够实现多个液囊的同步充液，从而实现多个液囊的同步膨胀，以使多个液囊均能够抵触于检测孔壁，以便于声波探头的检测；
42、3.作业时，随探孔延伸件的伸入，图像采集部件和/或视频采集部件和/或三维扫描部件能够对检测孔内的情况进行采集，以便于明确检测孔内情况。
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1.一种干式围岩松动圈声波测量装置，包括：
2.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，所述声波探头(2)设置有多个；
3.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，所述声波探头(2)设置有多个；
4.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，相邻液囊(4)之间固定有连通管。
5.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，所述探孔延伸件(1)固定有图像采集部件和/或视频采集部件和/或三维扫描部件。
6.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，所述液囊(4)为环形囊；
9.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，还包括：
10.一种干式围岩松动圈声波测量方法，其特征在于，包括以下步骤：<...
【技术特征摘要】
1.一种干式围岩松动圈声波测量装置，包括：
2.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，所述声波探头(2)设置有多个；
3.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，所述声波探头(2)设置有多个；
4.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，相邻液囊(4)之间固定有连通管。
5.根据权利要求1所述的一种干式围岩松动圈声波测量装置，其特征在于，所述探孔延伸件(1)固定有图像采集...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶明，赵瑞，赵华涛，向恭梁，洪志先，吴星宇，罗豪，徐源泉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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