CN109813807A - 一种便携式压电元件测试岩土材料粘弹性参数的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式压电元件测试岩土材料粘弹性参数的装置。在工程现场钻孔取样得到的圆柱形试样或试验室内制备的试样放置在托架上，然后将激励压电元件和接收压电元件分别连接在柱型试样的两端；激励压电元件激励发出脉冲信号，信号经柱型试样中传播和反射，被接收压电元件接收，将发出的激励信号和接收信号经处理后获得包括弹性参数和阻尼比在内的粘弹性参数。与现有材料粘弹性参数测试相比，本发明具有便携性，特别能够适用于工程现场快速得到岩土体粘弹性参数，具备无损测试小应变粘弹性参数的能力，且具有测试装置简单，测试效率高。

Description

一种便携式压电元件测试岩土材料粘弹性参数的装置

技术领域

本发明涉及建工岩土材料参数测试装置，具体涉及了一种在工程现场利用压电元件快速测试岩土材料粘弹性参数的装置。

背景技术

进行地基动力分析或动力模型试验时，岩土材料的动应力-应变关系往往被简化为理想的粘弹性模型，其力学特性由弹性模量和阻尼比表征；材料粘弹性参数测试的准确性将直接影响动力分析或试验的可靠程度。对于均匀连续且刚度较大的材料(例如完整的岩石)，粘弹性参数的测试可采用悬臂梁振动法，该法边界条件明确且测试结果受试样振动频率和振幅的影响较小。而土体材料由于是离散的多相介质，并不适用悬臂梁法，其小应变条件下粘弹性参数测试需通过共振柱试验或自振柱试验。共振柱试验的测试步骤相对复杂，需要通过扫频的方式获得试样共振频率，计算试样材料的弹性参数；在寻找共振频率时，扫频对试样有预振加密的作用，会造成试验材料弹性模量测试结果偏大；共振柱试验边界条件不明，激振设备本身的振动特性会影响测试结果。而自振柱试验仅对试样单次静力加载，通过试样自振特性获得其共振频率，测试较共振柱试验便捷；没有预振加密作用，对试样的影响较小，测试精度较共振柱试验高。但自振柱试验依旧存在边界条件不明的缺点，其测试结果需要进行修正。

以上只适用于实验室室内条件，因为无论是共振柱还是自振柱试验都需要在室内制备要求规格的试样。还有一种试样是通过在工程现场钻孔取样获得，目的是在不破坏和扰动工程现场原状土样状态，然后通过室内试验获得工程现场土体的物理力学性质，这样得到的试验结果更能可靠的运用于现场实际情况。在工程现场中经常涉及到钻孔取样，也就是通过一定直径的空心钻杆通过加载设备打入到地表以下一定深度，然后将钻杆慢慢拔出，空心钻杆内的圆柱形原装土样就可以被取出来。目前在工程现场这样的取样设备很多，有专门的钻孔取样设备，也有通过SPT(标准贯入试验)在进行现场试验时顺便将土样取出。为了得到原装样的粘弹性参数，必须将原装样运送到试验室进行测试，目前在工程现场尚缺少一种统一、简便、可靠的岩土材料小应变条件下粘弹性参数的测试装置。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种便携式压电元件测试岩土材料粘弹性参数的装置。特别是在工程现场条件下，仅通过一次无损波动测试，可分析计算岩土材料的粘弹性参数，简化了岩土材料参数的测试；试验装置简单，仅需压电元件配套装置即可完成测试。

本发明采用的技术方案如下：

所述的装置包括数采系统、集成控制器、压电元件和托架。

所述的压电元件包括激励压电元件和接收压电元件，激励压电元件和接收压电元件安装布置在岩土测试试样水平的两端，激励压电元件产生激励信号，接收压电元件接收信号并将接收信号传输到集成控制器。

所述的压电元件主要材料是压电陶瓷，其在电压的激励下会产生体积变形。激励压电元件在电压的激励下，既会产生剪切波，也会产生压缩波。所述的接收压电元件和激励压电元件的压电陶瓷片均插入到岩土测试试样的深度相同。

所述的托架固定于岩土测试试样底部，用于将岩土测试试样托起，提高测试数据的准确性；所述的托架为三棱台状支撑结构形式，顶部为圆形的托盘结构，托盘结构地面三角连接三根斜管，三条侧棱处为斜管，底部支撑于地面，托盘结构顶面固定安装有一定厚度的高阻尼圆盘形材料，然后将岩土测试试样放在圆盘形材料顶面。所述的托架用于将岩土测试试样托起，使得所述柱型试样悬空，防止体波在传播过程中发生透射，造成计算得到的阻尼比偏大。从而提高测试数据的准确性。

所述的集成控制器用于控制激励压电元件产生激励信号、接收压电元件传输来的信号并将信号进行处理获得材料的岩土材料的粘弹性参数，并传输到数采系统；

所述的数采系统用于存储和显示岩土材料的粘弹性参数数据。

所述的集成控制器包括激发单元、调节单元、接收单元和信号处理单元；

所述的激发单元输出一端和所述的调节单元相连接，输出另一端和所述的接收单元的输入一端相连接，用于控制激励输出信号；

所述的激发单元为高度集成的微电子电路，具有和函数发生器具有相同的功能；所述的脉冲信号可采用方波或者正弦波。

所述的调节单元输入两端分别和所述的激发单元和接收压电元件相连接，输出两端分别和接收单元和激励压电元件相连接，将所述的激发单元传输来的电信号进行功率放大并传输给所述的激发压电元件，，使其满足测试所需要的激励电压和能量的要求；将接收压电元件传输来的电信号进行电荷放大并传输给接收单元，提高接收信号波形的辨识度，提高信号处理单元的波速判别和相关计算的准确性；

所述的调节单元为高度集成的微电子电路，具有和功率放大器和电荷放大器相同的功能。

所述的接收单元输入一端和所述的调节单元相连接，输入另一端和所述的激发单元相连接，输出端与所述的信号处理单元相连接，用于接收激励信号和接收压电元件传输过来的信号，并传输给信号处理单元；

所述的接收单元所述的信号处理单元为高度集成的微电子电路，将接收单元传输来的信号进行处理、并通过算法计算获得所测试材料的粘弹性参数，并传输给数采系统进行存储和显示。

所述的信号处理单元输入端和所述的接收单元相连接，输出端和数采系统相连接，用于将接收单元传输来的信号进行处理、并通过算法计算获得所测试材料的粘弹性参数，并传输给数采系统进行存储和显示。

所述的数采系统为携带方便的、具有存储和显示工程的智能终端；优选的，可以为笔记本、平板电脑，也可以为手机等移动智能终端。

所述的数采系统是具有数据存储、数据显示的智能终端，用于将集成控制器得到的波速信息和粘弹性参数进行存储和显示。

所述的岩土测试试样呈柱状，长短径比大于3，柱型岩土测试试样的长径比应较大以保证体波在试样中可近似看作一维传播。

所述的岩土测试试样由圆盘形材料支起，两个支点位置分别为岩土测试试样两端离端面0.2倍试样长处，以保证柱状岩土测试试样所受峰值弯矩最小，进而减少试样应力不均匀分布对测试结果的影响。

所述的岩土测试试样用于为工程现场通过钻孔取样得到的圆柱形试样，为实验室内人工制备的圆柱形试样。

所述的数采系统、集成控制器和压电元件全部放置于作业平台上；其中数采系统放置在操作平台上层，集成控制器和压电元件放置在操作平台下层。

所述的作业平台为四轮手推行进，在工程现场移动方便，可操作性强。

在以往的弯曲元(压电元件的一种)应用过程中，往往要消除压缩波引起的近场效应，为的是获得清晰的剪切波信号。但是，反过来说，近场效应也反映了试样材料的压缩波速。受弯曲元结构形式的限制，其产生的剪切波能量要远大于压缩波。可压缩波传播快，先于剪切波到达接收弯曲元，所以在接收信号中小幅值的压缩波到达信号易于分辨。至于剪切波，其能量高出压缩波一个数量级，压缩波的存在并不影响其初达信号的判别。如是，可以通过对接收信号的分析，获得测试材料的压缩波速和剪切波速。由理想弹性体波动理论可知，体波波速和材料的杨氏模量、剪切模量、泊松比有关，同时考虑三个弹性参数内在的等量关系，就能够列三个方程，求解三个未知量。

本发明测试选用较大长径比以保证体波在试样中近似一维传播。压电元件的激励端和接收端，分别插入试样的两侧。试验时由信号发生器产生脉冲电压信号，使激励弯曲元在柱型岩土测试试样中激励出弹性体波(剪切波和压缩波)，体波沿着试样长度方向传播，被另一端接收压电元件接收。同时能量较高、衰减较慢的体波在柱状岩土测试试样另一端遇到自由边界后反射，继续在试样内部传播。实验过程中尽量保证试样悬空，减少剪切波在接触面上的透射，令材料内阻尼成为引起体波衰减的主要原因。接收端压电元件可在一次激励中获得体波反射信号，通过对这些信号不同波峰处振幅进行分析，就可以获得波在传播过程中的衰减情况，从而根据传播距离计算材料的阻尼比。

本发明的有益效果是：

本发明是可以运用于工程现场的岩土材料粘弹性参数的测试装置，整个测试装置放置在作业平台上，作业平台为四轮手推行进式移动方便，且成本比较低，避免了必须将原装土样运送到室内进行相关测试的复杂性，提高了现场岩土材料粘弹性参数确定的简便性。

本发明简化了岩土材料粘弹性参数的测试方法。现场试验过程中，将试样安放在托架上，将压电元件插入到试样两端进行压电元件的激励与接收，一组波动信号便已包含岩土材料小应变粘弹性参数的相关信息；省去了原本室内复杂的试验步骤，可操作性强，节省测试时间；集成控制器进行信号分析依据理想弹性体波动理论简单易懂，物理意义明确；数采系统直接给出粘弹性参数数值。

本发明基于体波测试，是在岩土材料无损的情况下获得材料参数。所以，同一试样能够在不同控制条件下重复测试。经试验验证，采用本发明方法所取得结果具有较高的可靠性。

附图说明

图1是本发明测试装置示意图；

图2是本发明托架的结构示意图；

图3是本发明现场作业平台示意图；

图4是实施例高聚物柱状试样波动测试信号图；

图5是实施例高聚物测试前三次到达剪切波信号傅里叶谱图；

图6是实施例高聚物剪切波衰减系数与频率的关系曲线图。

图中：1，岩土测试试样；2，接收弯曲元；3，激励弯曲元；4，托架；5，激发单元；6，调节单元；7，接收单元；8，信号处理单元；9，集成控制器；10，数采系统；11，斜管；12，高阻尼圆盘形材料；13，托盘结构；14，压缩波初达时间点；15，剪切波初达时间点；16，第一次达到剪切波；17，第二次到达剪切波；18，第三次到达剪切波；19，体波激励时间点。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明具体实施的装置包括数采系统10、集成控制器10、压电元件2,3和托架4。

压电元件包括激励压电元件3和接收压电元件2，激励压电元件3和接收压电元件2安装布置在岩土测试试样1水平的两端，激励压电元件3产生激励信号，接收压电元件2接收信号并将接收信号传输到集成控制器9。

托架4固定于岩土测试试样1底部，托架4为三棱台状支撑结构形式，顶部为圆形的托盘结构13，托盘结构13地面三角连接三根斜管11，斜管11底部支撑于地面，托盘结构13顶面固定安装有圆盘形材料12。

岩土测试试样1放在圆盘形材料12顶面，岩土测试试样1呈柱状，长短径比大于3；岩土测试试样1由圆盘形材料12支起，两个支点位置分别为岩土测试试样1两端离端面0.2倍试样长处。

集成控制器9用于控制激励压电元件产生激励信号、接收压电元件传输来的信号并将信号进行处理获得材料的岩土材料的粘弹性参数，并传输到数采系统10。

集成控制器9包括激发单元5、调节单元6、接收单元7和信号处理单元8：

激发单元5输出一端和调节单元6相连接，输出另一端和接收单元7的输入一端相连接，用于控制激励输出信号；

调节单元6输入两端分别和激发单元5和接收压电元件2相连接，输出两端分别和接收单元7和激励压电元件3相连接，将激发单元5传输来的电信号进行功率放大并传输给激发压电元件3，将接收压电元件2传输来的电信号进行电荷放大并传输给接收单元7；

接收单元7输入一端和调节单元6相连接，输入另一端和激发单元5相连接，输出端与信号处理单元8相连接，用于接收激励信号和接收压电元件2传输过来的信号，并传输给信号处理单元8；

信号处理单元8输入端和接收单元7相连接，输出端和数采系统10相连接，用于将接收单元7传输来的信号进行处理、并通过算法计算获得所测试材料的粘弹性参数，并传输给数采系统10进行存储和显示。

数采系统10是具有数据存储、数据显示的智能终端，用于将集成控制器9得到的波速信息和粘弹性参数进行存储和显示。

装置的具体实施基于所述压电元件测试装置，压电元件采用弯曲元，通过对体波波速和体波衰减的分析获得测试材料的粘弹性指标。

如图3所示，数采系统10、集成控制器9、压电元件4全部放置于作业平台上；其中数采系统10放置在作业平台上层，集成控制器9和压电元件4放置在作业平台下层。

具体实施的岩土测试试样长径比较大的柱型试样，并以尽量少的接触面积搁置在托架4上，支点位置为试样两端各缩进0.2L。测试时，试样一端弯曲元激励出脉冲信号，该信号包括压缩波和剪切波成分，其在试样内传播后被另一端接收弯曲元记录。对比信号激励接收时间差可获得两种体波的波速，从而由理想弹性体波动理论计算土体的弹性参数。同时，能量较高、衰减较慢的剪切波在柱端自由边界处发生反射继续传播，比较先后到达的剪切波，可掌握剪切波随距离衰减的情况，借此估计试样材料的阻尼比。

具体地，本发明的具体操作原理过程如下：

步骤1：呈柱状长为L的柱型岩土材料试样，并岩土测试试样的密度ρ。试样的长径比应大于3，以保证体波在试样中可近似看作一维传播。

步骤2：确定测试电路的系统延时t₀，判定弯曲元接收信号初始起跳方向。

步骤3：如图1所示，为防止体波在传播过程中发生透射，造成计算得到的阻尼比偏大，测试时需将呈柱状的岩土测试试样1放置在托架4上，支点位置为试样两端缩进0.2L，L为柱状试样的总长度。岩土测试试样1的两端分别连接有接收弯曲元2和激励弯曲元3，接收弯曲元2和激励弯曲元3均插入到岩土测试试样1中，记录每个弯曲元压电陶瓷的插入深度l。

步骤4：集成控制器9的工作原理如下：激发单元5产生脉冲信号，该信号分为两路：一路通过调节单元6后激励弯曲元3，使压电陶瓷在试样中振动，同时产生剪切波和压缩波；另一路直接传输到接收单元7，记录下激励信号。激励弯曲元3激起的体波沿试样长度方向传播，在另一端被接收弯曲元2接收，转化为电信号。同时能量较高的剪切波遇柱端自由边界会发生反射，造成剪切波在试样内来回传播。接收单元7将接收到的激励信号和接收信号传输给信号处理单元8，信号处理单元8对信号按照相应算法进行处理得到材料的弹性模量、泊松比、剪切模量和阻尼比；并将此数据信息传输给数采系统。

信号处理单元8的算法处理过程如下：

1)记录下瞬态的激励和先后到达的体波信号。激励信号的起跳时间点计为T₀，接收信号中，最先到达的属于压缩波，以第一个电压起伏作为压缩波的初达时间点T_p。剪切波能量大于压缩波，所以以电压幅值明显增大段中，与弯曲元初始起跳方向一致的第一个电压平衡位置作为剪切波的初达时间点T_s。体波的初达时间再减去测试装置的系统误差，即为体波的在试样中的实际传播时间，再考虑传播距离就可计算出试样中压缩波传播波速V_p和剪切波传播波速V_s。计算公式如下：

2)依据弹性波动理论可知，弹性参数与体波波速之间存在如下关系：

G——剪切模量；

E——杨氏模量；

μ——泊松比；

ρ——材料密度。

在获得体波波速后，测试材料的弹性参数可直接通过式3～5计算。

步骤7：由于激发的脉冲信号中，压缩波的能量较小，所以经反射后再次到达接收弯曲元的体波主要为剪切波。试样中剪切波近似看作一维传播，传播过程几何衰减可以忽略。而且测试时试样几乎悬空，体波不会发生透射，所以引起剪切波衰减的主要原因就是岩土材料试样的材料阻尼。

分析时，先从接收到的时域信号中区分出反射后先后到达的剪切波，并将每次信号取等长时段通过离散傅里叶变换转换到频域中。因为在传播过程中，不同频率波动的衰减情况不同，所以先后到达剪切波中各振动频率的能量衰减情况都要由下式进行计算

——第i次到达剪切波信号在频域中各频率f所对应的振幅；

——第j次到达剪切波信号在频域中各频率f所对应的振幅；

α^f——各频率f所对应波动的衰减系数。

i、j表示先后到达接收端剪切波的序数。

3)根据式6可获得不同频率所对应的衰减系数，其对应关系在坐标图上反映为频率-衰减系数曲线，其斜率为：

S是衰减系数(α^f)与频率(f)关系曲线在主能量频段处的斜率，Δα^f为剪切波在主能量频段衰减系数的变化量，Δf为剪切波主能量频段的区段长。

4)考虑到一般岩土材料的阻尼比较小，阻尼比可由下式计算：

式中，δ为岩土材料的阻尼比。

本发明的实施例及其具体实施过程如下：

本实施例将土石坝芯墙材料(双组分发泡聚氨酯，下文简称高聚物)作为测试对象，进行材料小应变粘弹性参数测试。

步骤1：制备长为15cm，直径为5cm的柱型高聚物试样，称重，计算得试样的密度为169kg/m³。

步骤2：将激励、接收弯曲元前端压电陶瓷片的直接接触，通过比较激励、接收信号，确定弯曲元测试的系统延时为24μs，判定弯曲元接收信号的初始起跳方向向下。

步骤3：将高聚物试样1通过托架4放置在平面上，岩土测试试样1的两端分别连接有接收弯曲元2和激励弯曲元3，接收弯曲元2和激励弯曲元3的压电陶瓷片均插入到岩土测试试样1中，记录每个弯曲元压电陶瓷的插入深度1cm。

步骤4：激发单元产生10kHz的正弦脉冲电压，，一路通到接收单元，一路经调节单元放大后通到激励弯曲元，令弯曲元在试样中振动，激励出弹性体波。体波在试样中近似一维传播，能量较高的剪切波会在柱端自由边界反射，测试过程中试样的波动被接收端弯曲元接收，转化为电压信号，并经电荷放大器放大，由接收单元记录。

作为信号处理单元的算法说明，具体参数计算过程如下：

本实施例测试得到的典型信号如图4所示，图中，接收信号的电压最先出现小幅波动，此由能量小、波速快的压缩波引起，小幅波动开始处即为压缩波初达时间点14；随后，接收信号发生明显波动，电压幅值增大。因为之前判定弯曲元的初始起跳方向向下，所以以明显波动段电压第一次下降处为剪切波初达时间点15；激励信号为正弦电压脉冲，其起跳点为体波激励时间点19。

步骤6:从图4中可以获得各计算参数值，并计算获得体波波速。本实施例中各时间点的读取及波速计算结果如表1。

表1本实施例中高聚物材料小应变粘弹性参数测试结果

接收信号后段明显存在几个不同时间到达的剪切波信号，图5中用虚线椭圆圈出。根据接收信号中波动到达的先后顺序，可以将其分为第一次到达剪切波16，第二次到达剪切波17，和第三次到达剪切波18。

将前三次到达体波信号分别取等长时段1.024ms分析(共1024个采样点)：将时域信号通过离散傅里叶变换方法转换到频域，结果如图5所示，信号的基频为976Hz。除了0Hz频率对应的直流分量，三条曲线均在8000Hz频率附近出现了峰值。因而本实施例中，剪切波信号主能量频段即为6836Hz至8789Hz。然后，根据下式计算前三次到达剪切波信号两两之间，各频率对应的衰减系数

——第i次到达剪切波信号在频域中各频率f所对应的振幅；

——第j次到达剪切波信号在频域中各频率f所对应的振幅；

α^f——各频率f所对应波动的衰减系数。

i、j表示先后到达接收端弯曲元的剪切波序数。

计算结果可在衰减系数-频率坐标系中绘成三条曲线，获得主能量频段处的斜率S，如图6所示。图6中以虚线方框圈出了主能量频率对应的数据点，在框内三条曲线都具有相近的斜率，其中Δα^f取虚线方框内各曲线上8789Hz和6836Hz两个频率对应衰减系数的差值，主能量频率区段的长度Δf本例为1953Hz。

最后计算获得阻尼比，其中先前测得剪切波速的V_s取253m/s。计算结果如下表2所示：

表2高聚物阻尼比测试结果

由实施例可见，本发明改进的装置简单有效，仅利用弯曲元及相应测试设备，仅通过一次信号的激励与接收，就可获得岩土材料小应变粘弹性参数。物理意义明确，通过理想弹性体的波动理论和一维波动理论，建立起体波信号与岩土材料小应变粘弹性参数之间的关系，技术效果显著突出，可适用于多种岩土材料小应变粘弹性参数的无损检测，应用范围广。

Claims (6)

1.一种便携式压电元件测试岩土材料粘弹性参数的装置，其特征在于：

所述的装置包括数采系统(10)、集成控制器(10)、压电元件(2,3)和托架(4)；

所述的压电元件包括激励压电元件(3)和接收压电元件(2)，激励压电元件(3)和接收压电元件(2)安装布置在岩土测试试样(1)水平的两端，激励压电元件(3)产生激励信号，接收压电元件(2)接收信号并将接收信号传输到集成控制器(9)；

所述的托架(4)固定于岩土测试试样(1)底部，托架(4)为三棱台状支撑结构形式，顶部为圆形的托盘结构(13)，托盘结构(13)地面三角连接三根斜管(11)，斜管(11)底部支撑于地面，托盘结构(13)顶面固定安装有圆盘形材料(12)，岩土测试试样(1)放在圆盘形材料(12)顶面；

所述的集成控制器(9)用于控制激励压电元件产生激励信号、接收压电元件传输来的信号并将信号进行处理获得材料的岩土材料的粘弹性参数，并传输到数采系统(10)；

所述的数采系统(10)用于存储和显示岩土材料的粘弹性参数数据；所述的数采系统(10)、集成控制器(9)、压电元件(4)全部放置于作业平台上；其中数采系统(10)放置在作业平台上层，集成控制器(9)和压电元件(4)放置在作业平台下层。

2.根据权利要求1所述的一种便携式压电元件测试岩土材料粘弹性参数的装置，其特征在于：

所述的集成控制器(9)包括激发单元(5)、调节单元(6)、接收单元(7)和信号处理单元(8)；

所述的激发单元(5)输出一端和所述的调节单元(6)相连接，输出另一端和所述的接收单元(7)的输入一端相连接，用于控制激励输出信号；

所述的调节单元(6)输入两端分别和所述的激发单元(5)和接收压电元件(2)相连接，输出两端分别和接收单元(7)和激励压电元件(3)相连接，将所述的激发单元(5)传输来的电信号进行功率放大并传输给所述的激发压电元件(3)，将接收压电元件(2)传输来的电信号进行电荷放大并传输给接收单元(7)；

所述的接收单元(7)输入一端和所述的调节单元(6)相连接，输入另一端和所述的激发单元(5)相连接，输出端与所述的信号处理单元(8)相连接，用于接收激励信号和接收压电元件(2)传输过来的信号，并传输给信号处理单元(8)；

所述的信号处理单元(8)输入端和所述的接收单元(7)相连接，输出端和数采系统(10)相连接，用于将接收单元(7)传输来的信号进行处理、并通过算法计算获得所测试材料的粘弹性参数，并传输给数采系统(10)进行存储和显示。

3.根据权利要求1所述的一种便携式压电元件测试岩土材料粘弹性参数的装置，其特征在于：所述的岩土测试试样(1)呈柱状，长短径比大于3；所述的岩土测试试样(1)由圆盘形材料(12)支起，两个支点位置分别为岩土测试试样(1)两端离端面0.2倍试样长处。

4.根据权利要求1所述的一种便携式压电元件测试岩土材料粘弹性参数的装置，其特征在于：所述的数采系统(10)是具有数据存储、数据显示的智能终端，用于将集成控制器(9)得到的波速信息和粘弹性参数进行存储和显示。

5.根据权利要求1所述的一种便携式压电元件测试岩土材料粘弹性参数的装置，其特征在于：所述的岩土测试试样用于为工程现场通过钻孔取样得到的圆柱形试样，为实验室内人工制备的圆柱形试样。

6.根据权利要求1所述的一种便携式压电元件测试岩土材料粘弹性参数的装置，其特征在于：所述的作业平台为四轮手推行进。