【技术实现步骤摘要】
本技术涉及力学实验装置，具体涉及一种有源波导实验装置。
技术介绍
1、有源波导声发射监测单元，主要包括外管体(柔性软管)和内管体(金属波导管)，颗粒材料封装在内外管体间环形柱状空隙。多个有源波导单元上下串联形成线性阵列，称为“阵列式声发射监测设备”，设备通过钻孔嵌入滑坡等岩土体内部，能灵敏感知微小变形并持续监测较大变形。岩土体的剪切和挤压作用引起设备内部颗粒-颗粒和颗粒-金属管强烈相互作用，产生大量高能量水平声发射事件。声发射来源于设备自身，声发射信号沿金属波导向上连续传播并到达传感器，降低了信号复杂度和解释难度。然而，有源波导内颗粒材料和金属管相互作用复杂且随机性强，声发射产生机理尚不清晰；声发射信号受多种不确定因素影响而动态变化，岩土变形-声发射响应规律仍未明确。为进一步满足岩土灾害专业监测的准确性和可靠性需求，尚需开展有源波导内部的相互作用机理与响应规律研究。亟需针对有源波导专门设计精密力学实验装置，为有源波导在剪切和压缩等力学作用下的声发射机理和响应规律研究提供实验装置和实验方法。总体上看，该实验装置为颗粒材料-金属波导相互作用的基础研究提供了支撑。
技术实现思路
1、本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的实施例提出一种有源波导实验装置。
2、本技术实施例的有源波导实验装置，所述有源波导包括外管体、内管体和填充颗粒材料，所述外管体套设在所述内管体外侧，所述填充颗粒材料填充在所述外管体和所述内管体之间的空腔内，所述有源波导实验装置包
3、盖体，所述盖体包括压环，所述压环的轴向为第一方向，所述外管体和所述内管体均沿所述第一方向延伸，所述压环位于所述内管体的外周侧，所述盖体可在所述第一方向上移动以便所述压环在所述第一方向上对所述填充颗粒材料进行挤压；
4、第一剪切盒，所述第一剪切盒具有第一通孔，所述第一通孔在所述第一方向上贯穿所述第一剪切盒；
5、第二剪切盒，所述盖体、所述第一剪切盒和所述第二剪切盒在所述第一方向上依次设置，所述第二剪切盒具有第一槽，所述第一槽的开口在所述第一方向上朝向所述第一剪切盒，所述有源波导穿过所述第一通孔并伸入所述第一槽内，所述第一通孔的形状和所述第一槽的形状与所述外管体的形状相适配，所述外管体在所述第一方向上位于所述压环和所述第一槽的底壁面之间，所述外管体的外壁面与所述第一通孔的壁面和所述第一槽的壁面贴合；
6、第一驱动器，所述第一驱动器的第一驱动部可在所述第一方向上移动，所述第一驱动部与所述盖体相连且可带动所述盖体在所述第一方向上移动；
7、第一支座，所述第一支座与所述第一剪切盒相连；
8、第二驱动器，所述第二驱动器的第二驱动部可在第二方向上移动，所述第二驱动部可带动所述第二剪切盒在所述第二方向上移动，所述第二方向与所述第一方向垂直；
9、声发射监测系统，所述声发射监测系统包括声发射传感器，所述声发射传感器安装在所述内管体上以便采集有源波导声发射信号。
10、因此，根据本技术实施例的有源波导实验装置具有便于对有源波导进行实验以便了解岩土变形和声发射响应规律的优点。
11、在一些实施例中，所述第一方向为上下方向，所述盖体、所述第一剪切盒和所述第二剪切盒从上至下依次设置；
12、所述有源波导还包括上软垫和下软垫，所述上软垫和所述下软垫在上下方向上分别位于所述填充颗粒材料的两端，所述下软垫与所述外管体的底端抵接，所述下软垫为圆形板体，所述下软垫与所述第一槽的底壁面相接，所述上软垫为圆环状板体，所述上软垫位于外管体顶端内侧，所述内管体穿过所述上软垫内孔，所述压环的下表面与所述上软垫抵接。
13、在一些实施例中，所述盖体包括从上至下依次相连的顶板、侧环和压环，所述第一驱动部的底部与所述顶板的顶部相连以便带动所述盖体在所述上下方向上移动，所述侧环沿上下方向延伸，所述顶板、所述侧环和所述压环限定出第一腔体，所述内管体的顶部从所述压环的内孔伸入所述第一腔体内，所述侧环的侧壁面上开设有与所述第一腔体连通的第二通孔，所述声发射传感器通过所述第二通孔安装在所述内管体的顶部。
14、在一些实施例中，所述第一剪切盒通过荷载传感器与所述第一支座相连；
15、所述声发射监测系统包括所述声发射传感器、放大器、采集卡和计算机；
16、在垂直于所述第一方向的横截面上，所述第一剪切盒的内周轮廓和所述第二剪切盒的内周轮廓均为圆形。
17、在一些实施例中，所述有源波导实验装置还包括架体，所述架体上设有沿第二方向延伸的滑轨，所述第二剪切盒设在滑动底座上，所述滑动底座沿所述第二方向可滑动地与所述滑轨相连，所述第一支座和所述第二驱动器在所述第二方向上位于所述第二剪切盒的两侧；
18、所述第二驱动器包括电机和丝杆传动装置，所述电机与所述丝杆装置相连以便带动所述丝杆装置的传动丝杆转动，所述传动丝杆转动时可在所述第二方向上移动并驱动所述第二剪切盒移动；
19、所述滑动底座上设有连接座，所述传动丝杆与所述连接座相连，所述传动丝杆可相对所述连接座转动；
20、所述丝杆传动装置上设有位移传感器，所述位移传感器可监测所述传动丝杆和所述第二剪切盒在所述第二方向上的移动距离。
21、在一些实施例中，所述第二剪切盒与所述第一剪切盒在所述第一方向上间隔设置，所述第二剪切盒与所述第一剪切盒在所述第一方向上的距离可调节，所述第一剪切盒在第一方向上可相对所述第一支座移动。
22、在一些实施例中，所述第一剪切盒和所述第二剪切盒中的至少一者上设有刻度尺，所述刻度尺用于测量所述第二剪切盒与所述第一剪切盒在所述第一方向上的距离；
23、所述第一剪切盒具有多个沿所述第一方向贯穿其的螺孔，所述螺孔上设有与其螺纹连接的调节杆，所述调节杆沿所述第一方向延伸，所述调节杆转动时可在所述第一方向上相对所述第一剪切盒移动。
24、在一些实施例中，所述有源波导实验装置还包括至少一个中间剪切盒，所述中间剪切盒在所述第一方向上位于所述第一剪切盒和所述第二剪切盒之间，每个所述中间剪切盒具有沿所述第一方向贯穿其的中间通孔，所述中间通孔的形状与所述外管体的形状相适配，所述外管体的外壁面与所述中间通孔的壁面和所述第一槽的壁面贴合；
25、所述中间剪切盒通过荷载传感器与所述第一支座相连，或者，所述第二驱动器的所述第二驱动部可带动所述中间剪切盒和所述第二剪切盒中的至少一者在所述第二方向上移动。
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1.一种有源波导实验装置，所述有源波导包括外管体、内管体和填充颗粒材料，所述外管体套设在所述内管体外侧，所述填充颗粒材料填充在所述外管体和所述内管体之间的空腔内，其特征在于，所述有源波导实验装置包括：
2.根据权利要求1所述的有源波导实验装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的有源波导实验装置，其特征在于，所述盖体包括从上至下依次相连的顶板、侧环和压环，所述第一驱动部的底部与所述顶板的顶部相连以便带动所述盖体在所述上下方向上移动，所述侧环沿上下方向延伸，所述顶板、所述侧环和所述压环限定出第一腔体，所述内管体的顶部从所述压环的内孔伸入所述第一腔体内，所述侧环的侧壁面上开设有与所述第一腔体连通的第二通孔，所述声发射传感器通过所述第二通孔安装在所述内管体的顶部。
4.根据权利要求1所述的有源波导实验装置，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的有源波导实验装置，其特征在于，
6.根据权利要求1-5任一项所述的有源波导实验装置，其特征在于，所述第二剪切盒与所述第一剪切盒在所述第一方向上间隔设置，所述第二剪切盒与所述第一剪切盒在
7.根据权利要求6所述的有源波导实验装置，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的有源波导实验装置，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种有源波导实验装置，所述有源波导包括外管体、内管体和填充颗粒材料，所述外管体套设在所述内管体外侧，所述填充颗粒材料填充在所述外管体和所述内管体之间的空腔内，其特征在于，所述有源波导实验装置包括：
2.根据权利要求1所述的有源波导实验装置，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的有源波导实验装置，其特征在于，所述盖体包括从上至下依次相连的顶板、侧环和压环，所述第一驱动部的底部与所述顶板的顶部相连以便带动所述盖体在所述上下方向上移动，所述侧环沿上下方向延伸，所述顶板、所述侧环和所述压环限定出第一腔体，所述内管体的顶部从所述压环的内孔伸入所述第一腔体内，所述侧环的侧壁面上开设...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓李政，袁宏永，陈建国，苏国锋，周扬，付明，李冬，倪旭，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：
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