一種基于爆炸自毀作用的加卸載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于巖土工程試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于爆炸自毀作用的加卸載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]爆破是巖體工程開挖的主要手段，研宄巖體在爆炸加載和卸荷作用下的動態(tài)響應(yīng)具有重要意義，而爆破中的加卸載過程均是高應(yīng)變率，但傳統(tǒng)的加載結(jié)構(gòu)卻不能達(dá)到高應(yīng)變率的要求，分離式霍普金森壓桿技術(shù)被認(rèn)為是獲得材料在高應(yīng)變率范圍內(nèi)本構(gòu)關(guān)系的主要實(shí)驗(yàn)手段。
[0003]在分離式霍普金森壓桿試驗(yàn)中，桿中傳播的應(yīng)力波同時(shí)承擔(dān)加載和測試的功能。通過監(jiān)測入射桿和透射桿中的應(yīng)力波傳播，可求解桿件與試樣端面的應(yīng)力-位移-時(shí)間關(guān)系，進(jìn)而在局部平衡條件下求解試樣的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
[0004]傳統(tǒng)的分離式霍普金森壓桿試驗(yàn)是由子彈直接撞擊入射桿提供高應(yīng)變率加載，通過整形器過濾加載波中由于直接碰撞引起的高頻分量，從而減小波的彌散效應(yīng)。同時(shí)設(shè)計(jì)壓力傳遞法蘭等相關(guān)裝置，實(shí)現(xiàn)了單脈沖加載，另外，為研宄加載歷史對材料力學(xué)性能的影響，還考慮了反射波在入射桿撞擊端反射所產(chǎn)生的二次加載的因素，或設(shè)計(jì)可精確控制二次沖擊間隔時(shí)間的夾心彈。
[0005]但上述的加載方式都只能產(chǎn)生單次或者多次脈沖加載，卻不能很好的模擬爆破過程中先加載然后瞬態(tài)卸載的過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)，在分離式霍普金森壓桿的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種基于爆炸自毀作用的加卸載裝置，以模擬爆破開挖過程中爆炸加載和初始應(yīng)力的瞬態(tài)卸載。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于爆炸自毀作用的加卸載裝置，其特征在于:所述的加卸載裝置包括高強(qiáng)混凝土柱、金屬圓盤、起爆孔管、內(nèi)殼、凹槽；所述的內(nèi)殼為圓柱體型空殼、其內(nèi)空腔作為裝藥藥室；所述的內(nèi)殼上頂面固定設(shè)置有所述的金屬圓盤、并與所述的金屬圓盤一起封裝在所述的高強(qiáng)混凝土柱內(nèi)、下底面通過所述的起爆孔管與外界連通；所述的高強(qiáng)混凝土柱下底面沿下底面半徑方向設(shè)置有與所述的起爆孔管連通的凹槽；普通乳化炸藥通過所述的起爆孔管注入所述的裝藥藥室內(nèi)，電雷管通過所述的起爆孔管置入所述的裝藥藥室內(nèi)，使電雷管前端與乳化炸藥相接觸，并把電雷管腳線通過所述的凹槽引出。
[0008]作為優(yōu)選，所述的高強(qiáng)混凝土柱是以高強(qiáng)混凝土為材料制作而成的直徑為50_150mm、高為100_的圓柱體型混凝土柱。
[0009]作為優(yōu)選，所述的起爆孔管是采用聚氯乙烯(PVC)材料制作而成的底面直徑為10mm、高為40mm的圓柱體型空殼。
[0010]作為優(yōu)選，所述的內(nèi)殼是采用聚氯乙烯(PVC)材料制作而成的底面直徑為25-50mm、高為40mm的圓柱體型空殼。
[0011]作為優(yōu)選，所述的凹槽是截面尺寸為2mmX2mm的正方形、長度為50mm的長方體凹槽。
[0012]作為優(yōu)選，所述的電雷管采用的是8號電雷管。
[0013]本發(fā)明提供的一種分離式霍普金森桿，其特征在于:包括初始加載端、加卸載裝置、防護(hù)裝置、入射桿、試樣、透射桿、吸收桿、吸收器、應(yīng)變片、超動態(tài)應(yīng)變儀、數(shù)字示波器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述的初始加載端、加卸載裝置、入射桿、透射桿、吸收桿、吸收器均由支架固定并置于同一條直線上，所述的試樣安裝到所述的入射桿與透射桿之間并用固定裝置固定，所述的加卸載裝置和試件的周圍布置安裝有所述的防護(hù)裝置；所述的入射桿、試樣和透射桿上均粘貼安裝有所述的裝應(yīng)變片以記錄其在試驗(yàn)過程中的應(yīng)變情況，并將連接所述的應(yīng)變片的電纜與所述的超動態(tài)應(yīng)變儀相連接、用以測量所述的應(yīng)變片所記錄的高頻應(yīng)變；所述的超動態(tài)應(yīng)變儀、數(shù)字示波器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)順序連接，所述的數(shù)字示波器用于顯示記錄下的波形并導(dǎo)入所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)最終得到試樣的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。
[0014]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)通過調(diào)整裝置中裝藥藥室的裝藥量及炸藥品種以改變爆炸荷載特性，從而實(shí)現(xiàn)了模擬不同的爆破開挖工況；
2)在分離式霍普金森壓桿試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，把傳統(tǒng)的加載端替換成由初始加載端和爆炸加卸載裝置組成的特殊加載組合，采用液壓泵施加壓力于初始加載端模擬原巖所處的地應(yīng)力狀態(tài)，利用炸藥爆炸破碎高強(qiáng)混凝土柱的過程實(shí)現(xiàn)了對實(shí)際工程中的爆炸加載及開挖瞬態(tài)卸荷過程的真實(shí)模擬。
[0015]
【附圖說明】
[0016]圖1:本發(fā)明實(shí)施例的剖面圖；
圖2:本發(fā)明實(shí)施例的三維立體圖；
圖3:本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用在分離式霍普金森桿中的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]請見圖1和圖2，本發(fā)明提供的一種基于爆炸自毀作用的加卸載裝置，加卸載裝置2包括高強(qiáng)混凝土柱14、金屬圓盤15、起爆孔管16、內(nèi)殼17、凹槽20 ;高強(qiáng)混凝土柱14是以高強(qiáng)混凝土為材料制作而成的直徑為50-150mm、高為10mm的圓柱體型混凝土柱；起爆孔管16是采用聚氯乙稀材料制作而成的底面直徑為10mm、高為40mm的圓柱體型空殼；內(nèi)殼17是采用聚氯乙稀材料制作而成的底面直徑為25-50mm、高為40mm的圓柱體型空殼、其內(nèi)空腔作為裝藥藥室13。內(nèi)殼17上頂面固定設(shè)置有金屬圓盤15、并與金屬圓盤15 —起封裝在高強(qiáng)混凝土柱14內(nèi)、下底面通過起爆孔管16與外界連通；高強(qiáng)混凝土柱14下底面沿下底面半徑方向設(shè)置有與起爆孔管16連通的凹槽20，凹槽20是截面尺寸為2mmX 2mm的正方形、長度為50mm的長方體凹槽；普通乳化炸藥通過起爆孔管16注入裝藥藥室13內(nèi)，8號電雷管18通過起爆孔管16置入裝藥藥室13內(nèi)，使電雷管18前端與乳化炸藥相接觸，并把電雷管腳線19通過凹槽20引出。
[0020]請見圖3，本發(fā)明提供的基于爆炸自毀作用的加卸載裝置安裝在分離式霍普金森桿中，分離式霍普金森桿包括初始加載端1、加卸載裝置2、防護(hù)裝置3、入射桿4、試樣5、透射桿6、吸收桿7、吸收器8、應(yīng)變片9、超動態(tài)應(yīng)變儀10、數(shù)字示波器11、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)12 ；初始加載端1、加卸載裝置2、入射桿4、透射桿6、吸收桿7、吸收器8均由支架固定并置于同一條直線上，試樣5安裝到入射桿4與透射桿6之間并用固定裝置固定，同時(shí)在加卸載裝置2和試件5的周圍布置安裝防護(hù)裝置3 ;分別在入射桿4、試樣5和透射桿6上粘貼安裝有應(yīng)變片9以記錄其在試驗(yàn)過程中的應(yīng)變情況，并將連接應(yīng)變片9的電纜與超動態(tài)應(yīng)變儀10相連接、用以測量應(yīng)變片9所記錄的高頻應(yīng)變；超動態(tài)應(yīng)變儀10、數(shù)字示波器11和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)12順序連接，數(shù)字示波器11用于顯示記錄下的波形并導(dǎo)入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)12最終得到試樣的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。
[0021]本實(shí)施例的制作過程包括以下步驟:
步驟1、首先按照上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸制作加卸載裝置2的模具，用水泥、砂、石原材料外加減水劑經(jīng)拌合后倒入模具，待混凝土柱澆筑成型后，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)