本實用新型涉及圍巖測試領(lǐng)域，具體地講，是涉及一種隧道圍巖級別快速判定測試裝置。

背景技術(shù)：

由于地下工程的隱蔽性和設(shè)計階段勘察范圍的有限性，隧道實際施工開挖圍巖級別和原設(shè)計會會存在較大差別，因此在隧道施工期間需要在施工過程中不斷對圍巖級別加以修正，進行動態(tài)設(shè)計。常規(guī)的圍巖分級方法較慢且定性的影響因素較多，缺乏施工期隧道圍巖快速分級方法，加之定量指標參數(shù)如巖石單軸飽和抗壓強度R_c、完整性系數(shù)K_v、圍巖彈性波縱波速度等指標采集分析存在困難，使施工階段圍巖級別采用定量指標劃分難度大，目前暫時沒有隧道圍巖級別判定裝置，施工期圍巖級別劃分主要是通過在隧道現(xiàn)場直接觀察即行判定的定性判定方式，主觀臆斷、缺乏科學性，也因此出現(xiàn)較多的因圍巖級別錯判導(dǎo)致的坍塌災(zāi)害事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實用新型提供設(shè)計巧妙、結(jié)構(gòu)簡單的一種隧道圍巖級別快速判定測試裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種隧道圍巖級別快速判定測試裝置，包括信號觸發(fā)器、彈性波檢波器、圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀和計算機；圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀具有第一輸入端口、第二輸入端口和輸出端口；圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀的第一輸入端口與信號觸發(fā)器連接，其第二輸入端口與彈性波檢波器連接，其輸出端口與計算機連接。

具體地，信號觸發(fā)器包括彈擊桿、彈擊拉簧、彈擊錘、數(shù)顯模塊和觸發(fā)換能器；彈擊拉簧和彈擊錘緊貼在一起，并設(shè)置在彈擊桿的中部；彈擊桿的末端和觸發(fā)換能器連接；數(shù)顯模塊設(shè)置在信號觸發(fā)器的頂部，并與觸發(fā)換能器電連接；觸發(fā)換能器與圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀的第一輸入端口連接。

所述觸發(fā)換能器為壓電陶瓷檢波器。

具體地，彈性波檢波器包括信號線、多個換能器、條形桿體；多個換能器等間距設(shè)置在條形桿體內(nèi)部；信號線一端連接圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀的第二輸入端口，其另一端將多個換能器串聯(lián)連接。

作為優(yōu)選，所述條形桿體為ABS管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

（1）本實用新型利用圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀采集信號觸發(fā)器和彈性波檢波器收到的信號；利用信號觸發(fā)器和彈性波檢波器將震動信號轉(zhuǎn)換為電信號進行分析，能夠?qū)λ淼绹鷰r級別進行快速的判定。本實用新型設(shè)計合理、模擬真實度和測試精度高、可靠性強，其很好地為隧道施工期圍巖級別的劃分提供了依據(jù)。

（2）本實用新型中條形桿體主材采用ABS材料，即有一定的剛度，還不至于象金屬那樣太重或造成信號干擾，桿體能夠拆卸，方便裝箱攜帶。

附圖說明

圖1為本實用新型的連接示意圖。

圖2為本實用新型中信號觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型中彈性波檢波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記：1—信號觸發(fā)器，2—圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀，3—彈性波檢波器，4—計算機，11—彈擊桿，12—彈擊拉簧，13—彈擊錘，14—觸發(fā)換能器，15—數(shù)顯模塊，21—電源指示燈，22—電源開關(guān)，23—第一輸入端口，24—第二輸入端口，25—第一連接線，26—第二連接線，31—信號線，（32、33、34、35、36）—換能器，37—ABS管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例

如圖1至圖3所示，一種隧道圍巖級別快速判定測試裝置，包括信號觸發(fā)器、彈性波檢波器3、圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀2和計算機4；圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀2包括第一輸入端口23、第二輸入端口24、輸出端口、電源指示燈21和電源開關(guān)22；圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀2的第一輸入端口23與信號觸發(fā)器通過第一連接線25連接，其第二輸入端口24與彈性波檢波器3通過第二連接線26連接，其輸出端口與計算機連接；所述圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀2和計算機4均為現(xiàn)有技術(shù)。

信號觸發(fā)器1包括彈擊桿11、彈擊拉簧12、彈擊錘13、數(shù)顯模塊15和觸發(fā)換能器14；彈擊拉簧12和彈擊錘13緊貼在一起，并設(shè)置在彈擊桿11的中部；彈擊桿11的末端和觸發(fā)換能器14連接；數(shù)顯模塊15設(shè)置在信號觸發(fā)器1的頂部，并與觸發(fā)換能器14電連接；觸發(fā)換能器14與圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀2的第一輸入端口23連接。

所述觸發(fā)換能器14為壓電陶瓷檢波器。

彈性波檢波器3包括信號線31、五個換能器32、33、34、35、36、條形桿體；五個換能器32、33、34、35、36等間距設(shè)置在條形桿體內(nèi)部；信號線31一端連接圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀2的第二輸入端口24，其另一端將五個換能器32、33、34、35、36串聯(lián)連接。

所述條形桿體為ABS管37。

信號觸發(fā)裝置1觸發(fā)信號的同時也獲取圍巖強度（回彈值N），通過信號觸發(fā)器1中彈擊桿11沖擊巖石表面，其沖擊能量的一部份轉(zhuǎn)化為使巖石產(chǎn)生變形的功，而另一部份能量則是彈擊桿的回彈距離一回彈值（N）。巖石的表面硬度不同，其回彈值亦不相同?；貜椫翟酱蟊砻鲙r石表面硬度越大，其抗塑性變形能力也越強，反之，則說明巖石軟弱，強度較低。通過信號觸發(fā)器1進行原位測試，取得回彈值直接作為巖石(體)強度的替代指標。取得回彈值的同時安裝在信號觸發(fā)器1后方的觸發(fā)換能器14，即壓電陶瓷檢波器受到震動，向圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀2發(fā)出信號，開始采集，信號觸發(fā)器1在巖體上沖擊產(chǎn)生彈性波信號以半球面的形式向巖體內(nèi)部傳播，彈性波檢波器3接收到彈性波信號后傳入圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀2；圍巖級別數(shù)據(jù)采集儀2將信號發(fā)送給計算機4分析。

5個換能器32、33、34、35、36用一根ABS管37等間距串聯(lián)起來，5個接收換能器間距分別為0.2m、0.4m、0.6m、0.8m、1.0m，形成一個裝置有五個換能器的條形桿體。

上述實施例僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非對本實用新型保護范圍的限制，但凡采用本實用新型的設(shè)計原理，以及在此基礎(chǔ)上進行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。