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1.本实用新型涉及一种基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置，适用于深部地下空间利用、地热开发、核废料处理等高温岩石地下工程。


背景技术：

2.岩石在自然环境中除了受地应力作用外，有时还要受到温度的影响。在地热能源开采、核废料处置等地下岩石工程中，都必须考虑温度对岩石的作用。由于岩石材料属典型的孔隙介质，颗粒或晶体相互胶结或黏结在一起，内部存在着许多原生的微孔洞和微裂隙，在载荷和温度的作用下，会在其中产生大量细观裂纹，微裂纹的扩展贯通导致岩石材料内部性质的劣化，岩石的内部结构会发生明显的热损伤，并对岩石的力学性质产生重要影响。
3.目前研究岩石热损伤的方法主要有试验方法、理论方法和数值实验方法，结合宏观破裂、微观损伤及物理力学性质变化进行分析。随着国民经济和国防工程的不断发展，岩石工程不断向特殊环境延伸，岩石的热损伤研究具有重要的社会和军事意义，因此，一直是研究的热点问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置。
5.为此，本实用新型的上述目的通过如下技术方案实现：
6.一种基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置，其特征在于：所述基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置包括加热容器和固定加热容器的固定装置，所述加热容器与固定装置之间设置包围加热容器的隔热容腔；
7.所述加热容器的顶部和底部均设有穿入至加热容器内的声波传感器；
8.所述加热容器内用于容纳待加热的岩石试件；
9.所述声波传感器与脉冲发射器信号连接，所述脉冲发射器与示波器信号连接，所述示波器与计算机信号连接。
10.在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：
11.作为本实用新型的一个优选技术方案：所述加热容器由六块加热板围绕形成容纳岩石试件的加热容腔。
12.作为本实用新型的一个优选技术方案：所述隔热容腔由六块隔热板围绕形成。
13.作为本实用新型的一个优选技术方案：所述岩石试件为圆柱体，所述加热容器内表面形成为贴合岩石试件的圆柱面。
14.作为本实用新型的一个优选技术方案：所述岩石试件为直径50 mm，长度100 mm的圆柱体。
15.本实用新型提供一种基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置，基于岩石内部裂
隙随温度变化导致气体渗透性变化原理评估岩石的热损伤效应，本实用新型所提供的基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置能够体现微观结构变化对岩石物理力学性质的影响，实现对岩石热损伤效应的定量评价，并且对岩石损伤极小，后续可以继续利用现有试件进行相应的力学试验，揭示其力学特性随温度的变化情况。
附图说明
16.图1为本实用新型所提供的基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置的图示；
17.图中：110-加热容器；120-固定装置；130-隔热容腔；140-声波传感器；150-脉冲发射器；160-示波器；170-计算机。
具体实施方式
18.参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。
19.（1）、试件制备
20.试验用岩石试件采用圆柱体，直径为50 mm，长度为100 mm，试件的端面用铣床加工，使其平整，减少测试误差。
21.（2）、测试装置
22.测试装置主要由脉冲发射器150、声波传感器140、示波器160、计算机170、加热容器110、隔热容腔130、固定装置120等构件组成。
23.脉冲发射器150用来产生声波，测试声波在不同温度岩石试件中的传播速度；
24.声波传感器140用来采集声波信号，安装在岩石试件的两端；
25.示波器160用来对声波信号进行监测；
26.计算机170用来解译声波信号，计算声波传播速度；
27.固定装置120用来容纳岩石试件的加热容器110，加热容器110用于对岩石试件进行加热，隔热容腔130用于对岩石试件进行保温。
28.（3）、测试过程
29.岩石试件安装完之后，利用加热容器对该岩石试件进行加热。
30.加热过程中设置不同的温度进行加热，本测试实例采用20℃、50℃、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃共10个等级，分别测试10种温度条件下岩石的波速变化。
31.为保证岩石试件受热均匀和温度稳定，到达试验温度后恒温加热30 min。
32.利用脉冲发射器向发射端声波传感器发射声波信号，并采集接收端声波传感器的声波信号，并计算在不同温度下的声波传播速度，以此评价温度对试件造成的影响。
33.上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置，其特征在于：所述基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置包括加热容器和固定加热容器的固定装置，所述加热容器与固定装置之间设置包围加热容器的隔热容腔；所述加热容器的顶部和底部均设有穿入至加热容器内的声波传感器；所述加热容器内用于容纳待加热的岩石试件；所述声波传感器与脉冲发射器信号连接，所述脉冲发射器与示波器信号连接，所述示波器与计算机信号连接。2.根据权利要求1所述的基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置，其特征在于：所述加热容器由六块加热板围绕形成容纳岩石试件的加热容腔。3.根据权利要求1所述的基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置，其特征在于：所述隔热容腔由六块隔热板围绕形成。4.根据权利要求1所述的基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置，其特征在于：所述岩石试件为圆柱体，所述加热容器内表面形成为贴合岩石试件的圆柱面。5. 根据权利要求4所述的基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置，其特征在于：所述岩石试件为直径50 mm，长度100 mm的圆柱体。

技术总结
本实用新型提供一种基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置，包括加热容器和固定加热容器的固定装置，所述加热容器与固定装置之间设置包围加热容器的隔热容腔；所述加热容器的顶部和底部均设有穿入至加热容器内的声波传感器；所述加热容器内用于容纳待加热的岩石试件；所述声波传感器与脉冲发射器信号连接，所述脉冲发射器与示波器信号连接，所述示波器与计算机信号连接。本实用新型所提供的基于波速变化的岩石热损伤效应测试装置能够体现微观结构变化对岩石物理力学性质的影响，实现对岩石热损伤效应的定量评价，并且对岩石损伤极小，后续可以继续利用现有试件进行相应的力学试验，揭示其力学特性随温度的变化情况。揭示其力学特性随温度的变化情况。揭示其力学特性随温度的变化情况。


技术研发人员：刘宁 高要辉 韩月 钟大宁
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2022.05.24
技术公布日：2022/11/28