CN212646583U - 围岩松动圈超声波测试声耦合系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种围岩松动圈超声波测试声耦合系统，包括布设在测试位置的至少一个声测孔，声测孔内插设有支撑管，所述支撑管的内端头封闭、外端头为敞口，支撑管与声测孔之间填充有黄油，支撑管内部装设有水，支撑管内部的水中设置有声波测试探头，声波测试探头经由测试导线与位于支撑管外部的测试仪器相连接。测试时，声波测试探头发出的声波首先进入支撑管中的水，随后进入支撑管管壁，然后再进入填充在支撑管和声测孔之间的黄油，最后进入孔壁围岩。本实用新型采用黄油作为声耦合介质填充支撑管和声测孔间隙，可以很好的适应破碎的岩体条件，保证测支撑管和孔壁之间良好的声耦合环境；并且支撑管可以提供支护作用，防止声测孔的孔壁坍塌。

Description

围岩松动圈超声波测试声耦合系统

技术领域：

本实用新型涉及一种围岩松动圈超声波测试声耦合系统。

背景技术：

隧道围岩松动圈的大小是锚杆支护参数设计的重要依据。常用的围岩松动圈测试方法包括地质雷达探测法、多点位移计量测法以及声波法等等。其中，声波法相较于其他方测试方法具有精度高、成本低、操作简单便利的优点，因而受到的应用更加广泛。

声波法测试获得理想结果的前提是测孔内具有良好的声耦合环境。传统方法通过向测孔内注入水或者填充水带，实现声波测试探头与孔壁之间的耦合。然而在高应力软岩隧道中，测孔存在较高的坍塌风险。为了研究随着掌子面推进或者时间的延长，隧道围岩松动圈的演化规律，需要长时间多次测试，但传统方法在这过程中很容易塌孔，导致测试无法进行。孔壁坍塌和变形会极大影响声波测试的精度，声波法测试在高应力软岩隧道中的开展遇到较大困难。

实用新型内容：

本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种围岩松动圈超声波测试声耦合系统，设计合理，不仅能维持声测孔稳定，而且能保证探头和围岩之间良好耦合。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种围岩松动圈超声波测试声耦合系统，包括布设在测试位置的至少一个声测孔，所述声测孔内插设有支撑管，所述支撑管的内端头封闭、外端头为敞口，支撑管与声测孔之间填充有黄油，支撑管内部装设有水，支撑管内部的水中设置有声波测试探头。

进一步的，所述声测孔为内端低、外端高的倾斜状。

进一步的，所述支撑管采用非金属材质空心圆管，。

进一步的，所述支撑管为硬质PVC管。

进一步的，所述声波测试探头经由测试导线与位于支撑管外部的测试仪器相连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下效果：（1）本实用新型设计合理，采用黄油作为声耦合介质填充支撑管和声测孔间隙，可以很好的适应破碎的岩体条件，不会发生渗漏，保证测支撑管和孔壁之间良好的声耦合环境；（2）支撑管在声测孔内可以提供支护作用，防止声测孔的孔壁坍塌；（3）支撑管内的水可以保证声波测试探头和支撑管之间良好的声耦合环境。

附图说明：

图1是本实用新型实施例的构造示意图；

图2是本实用新型实施例中黄油注入过程示意图。

图中：

1-孔壁围岩；2-声测孔；3-黄油；4-软管；5-气动式高压注油机；6-支撑管；7-测试探头；8-声波测试仪器；9-测试导线；10-水。

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1～2所示，本实用新型一种围岩松动圈超声波测试声耦合系统，用于解决在高应力软岩隧道中，由于测孔存在较高的坍塌风险，声波法测试的开展遇到较大困难的问题，该系统包括布设在测试位置的至少一个声测孔2，所述声测孔2内插设有支撑管6，所述支撑管6的内端头封闭、外端头为敞口，支撑管6与声测孔2之间填充有黄油3，支撑管6内部装设有水10，支撑管6内部的水中设置有声波测试探头7，声波测试探头7经由测试导线6与位于支撑管3外部的测试仪器8相连接。测试时，声波测试探头7发出的声波首先进入支撑管6中的水，随后进入支撑管6管壁，然后再进入填充在支撑管6和声测孔2之间的黄油3，然后进入孔壁围岩1。

本实施例中，为了避免声测孔2内的黄油3和支撑管6内的水10流出，所述声测孔2为内端低、外端高的倾斜状。

本实施例中，所述支撑管6采用非金属材质空心圆管，优选采用硬质PVC管。支撑管6的外径略小于声测孔2的直径，支撑管6的内径大于声波测试探头7外径。

应说明的是，支撑管6的内端即为伸入到声测孔2内部的一端，支撑管6的外端即为伸出声测孔2的一端。声测孔的内、外端与支撑管的内、外端方位相同。

本实施例中，该围岩松动圈超声波测试声耦合系统的应用方法，包含如下步骤：

（1）采用钻机在拟测试位置布设至少一个深度满足测试要求的声测孔2，声测孔2为内端低、外端高的倾斜状，然后通过气动式高压注油机5向声测孔2内注入适量黄油3；

（2）向声测孔2中插入支撑管6，由于声测孔2内具有一定量的黄油3，支撑管6挤压黄油3会导致支撑管6和声测孔2的孔壁围岩1间隙均充满黄油；向支撑管6内加入水10，由水10、支撑管6和黄油3共同组成声耦合系统；

（3）调试声波测试仪器8，连接声波测试探头7；声波测试探头伸入支撑管内部的水中，采集声波波速值；

（4）随着掌子面推进或者时间的延长，不断重复步骤（3），从而测得隧道围岩松动圈的演化规律。

本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种围岩松动圈超声波测试声耦合系统，包括布设在测试位置的至少一个声测孔，其特征在于：所述声测孔内插设有支撑管，所述支撑管的内端头封闭、外端头为敞口，支撑管与声测孔之间填充有黄油，支撑管内部装设有水，支撑管内部的水中设置有声波测试探头。

2.根据权利要求1所述的围岩松动圈超声波测试声耦合系统，其特征在于：所述声测孔为内端低、外端高的倾斜状。

3.根据权利要求1所述的围岩松动圈超声波测试声耦合系统，其特征在于：所述支撑管采用非金属材质空心圆管。

4.根据权利要求3所述的围岩松动圈超声波测试声耦合系统，其特征在于：所述支撑管为硬质PVC管。

5.根据权利要求1所述的围岩松动圈超声波测试声耦合系统，其特征在于：所述声波测试探头经由测试导线与位于支撑管外部的测试仪器相连接。

Images