1.一种利用超声波激励破碎岩石的实验装置及实验方法,其特征在于:实验装置由超声波发生器(6)、振动系统和冷却系统三部分组成,振动系统包括兰杰文振子(1)、连接片(2)和固定器(4);冷却系统包括冷却筒(7)、冷却液(9)和冷却槽(5)。
所述的超声波发生器(6)是可调频超声波发生器,用导线(11)与兰杰文振子(1)连接。
超声波发生器(6)通电后驱动兰杰文振子(1)振动,对岩石试件(3)进行超声激励。
所述的固定器(4)是一组对称的“Y”型夹持器,用于限制岩石试件的水平位移,安装在冷却槽槽壁上,罩上冷却筒时固定器嵌于冷却筒的卡口(10)内,通过向槽内转动可将岩石试件固定。
所述的冷却系统是一个可循环注入冷却液(9)的冷却筒(7),通过向冷却筒循环注入冷却液,对兰杰文振子(1)进行冷却,防止兰杰文振子(1)产生高温而损坏。
2.根据权利要求1所述的一种利用超声波激励破碎岩石的实验装置,其特征在于:所述兰杰文振子(1)采用的换能器为复合式压电陶瓷换能器,下端为倒喇叭形;所述的连接片(2)为圆形,其直径、厚度依据实验试件确定。
3.根据权利要求1所述的利用超声波激励破碎岩石的实验方法,该方法包括以下步骤:a、根据实验需要预先制作不同尺寸、不同岩性的岩石试件(3);
b、将连接片(2)通过螺钉(8)固定在兰杰文振子(1)的下端;
c、用强力胶水将岩石试件(3)紧密粘结在连接片(2)的下端;
d、用导线(11)连接超声波发生器(6)与兰杰文振子(1),连接时采用焊接方式;
e、将岩石试件(3)连同兰杰文振子(1)放在冷却槽(5)中,拧紧固定器(4)固定试件,然后罩上冷却筒(7);
f、接通冷却系统电源,向冷却筒(7)中循环注入冷却液(9)对兰杰文振子(1)冷却;
g、接通超声波发生器(6)的电源,驱动兰杰文振子(1)工作;
h、通电实验并进行观测,结束后先切断超声波发生器(6)的电源,再切断冷却系统的电源;
i、拧下连接片(2),取出岩石试件(3)观察并进行后续实验。