一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置，包括振动台和模型箱，所述模型箱置于振动台上方，所述模型箱内部模拟地下结构，所述地下结构包括地下建筑区域和地下管廊区域，所述地下管廊区域包括土体层和埋设土体层内的隧道模型，所述隧道模型埋设多组第一火灾模拟组件，所述土体层内埋设多组第二火灾模拟组件，地下建筑区域设置有多个第三火灾模拟火源，所述地下管廊区域内埋设至少一个控制器，控制器与外接电源连接，所述第一火灾模拟组件、第二火灾模拟组件和第三模拟火源分别与控制器导线连接。该试验装置通过振动台模拟地震影响，模拟地震影响下引起次生火灾和火灾蔓延的状态。引起次生火灾和火灾蔓延的状态。引起次生火灾和火灾蔓延的状态。

A simulation test device for secondary fire of underground structure under simulated earthquake load based on shaking table

【技术实现步骤摘要】
一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置


[0001]本专利技术涉及一种土木工程
，特别是涉及一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置。

技术介绍

[0002]21世纪被公认为是地下空间的世纪，地下空间得到了大规模的开发利用。地下结构成为城市防灾减灾的重要组成部分。因此，地下结构在服役期自身的安全值得关注。目前针对单一因素(如地震、火灾、水灾等)作用下地下结构安全的研究相对较多，但对多因素耦合作用下的安全关注相对较少。强地震引起地下结构的损伤或破坏，极易导致管线断裂等从而引发火灾等二次灾害，而历次大地震震害调查表明地震二次灾害造成的损伤远比地震本身造成的损失严重。因此，极有必要重视地震引发的二次灾害所带的冲击。

技术实现思路

[0003]鉴于
技术介绍
存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供实现与地震荷载的耦合效应的一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置。
[0004]本专利技术是采取如下技术方案来完成的：一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置，包括振动台和模型箱，所述模型箱置于振动台上方，所述模型箱内部模拟地下结构，所述地下结构包括地下建筑区域和地下管廊区域，所述地下管廊区域包括土体层和埋设土体层内的隧道模型，所述隧道模型埋设多组第一火灾模拟组件，所述土体层内埋设多组第二火灾模拟组件，地下建筑区域设置有多个第三火灾模拟火源，所述地下管廊区域内埋设至少一个控制器，控制器与外接电源连接，所述第一火灾模拟组件、第二火灾模拟组件和第三模拟火源分别与控制器导线连接。
[0005]进一步的，所述第一火灾模拟组件为第一模拟火源，所述第二火灾模拟组件为第二模拟火源，每个模拟火源分别与控制器连接。
[0006]进一步的，上述一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置的实施方法，通过振动台模拟地震荷载，所述控制器内部设置地震感应器，当振动台开始工作，控制器内的地震感应器接收信号，控制器开始工作控制模拟火源启动，所述控制器启动模拟火源模拟二次火灾的步骤如下:
[0007]1)控制器控制其中一个第一火灾模拟组件中第一模拟火源开启工作，以第一个启动的第一模拟火源为起火点；
[0008]2)控制器按照一定时间间隔依次向相邻第一模拟火源发出指令，依次启动相邻第一模拟火源直至所有第一火灾模拟组件的第一模拟火源启动，模拟以起火点为起点向两侧相邻的第一模拟火源蔓延的情况。
[0009]3)所有第一火灾模拟组件的第一模拟火源启动后，控制器向分别向第二火灾模拟组件的第二模拟火源和第三模拟火源发出指令，启动距离最后启动第一模拟火源最近的第
二模拟火源和第三模拟火源。
[0010]4)控制器按照一定时间间隔以第一次启动的第二模拟火源为起点依次向相邻第二模拟火源发出指令直至所有第二模拟火源启动，同时控制器按照一定时间间隔以第一次启动的第三模拟火源为起点依次向相邻第三模拟火源发出指令直至所有第三模拟火源启动。
[0011]进一步的，每组第一火灾模拟组件包括第一模拟火源、管道断裂信号采集器、第一感温装置和第一烟雾产生装置，所述第一模拟火源、管道断裂信号采集器、第一感温装置和第一烟雾产生装置均一一对应设置，所述管道断裂信号采集器分布于管线的管壁上，第一模拟火源、管道断裂信号采集器、第一感温装置和第一烟雾产生装置分别与控制器电性连接。
[0012]进一步的，所述第二火灾组件包括第二模拟火源、第二感温装置和第二烟雾产生装置，所述第二模拟火源、第二感温装置和第二烟雾产生装置分别与控制器连接，距离最近的第一火灾组件中的第一感温装置达到指定温度后，通过控制器向第二火灾组件下达指令，第二火灾组件中的第二模拟火源启动工作。
[0013]进一步的，所述地下建筑区域为模拟地铁车站，包括模拟站台、墙面和轨道区域，所述第二火灾组件位于轨道区域下方，所述墙面和模拟站台布设多个第三模拟火源，第三模拟火源分别与控制器连接。
[0014]进一步的，所述第一模拟火源和第二模拟火源为点火源，点火源采用加热器实现，所述第三模拟火源为点火源或面火源，所述面火源采用加热网片。
[0015]进一步的，所述模型箱内壁上设置有多个LED提示灯，LED提示灯分别与第一模拟火源、第二模拟火源第三模拟火源导线连接并一一对应。
[0016]上述一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置的实施方法，通过振动台模拟地震荷载，控制器控制模拟火源启动，所述控制器控制模拟火源启动模拟二次火灾的步骤如下，
[0017]1)地震造成管道断裂处的管道断裂信号采集器采集管道断裂信号，并将信号传输至控制器；
[0018]2)控制器接收信号后向管道断裂处对应的第一模拟火源发出指令，启动相应第一模拟火源，该第一模拟火源模拟第一火灾着火点；
[0019]3)相对应的第一感温装置监测第一模拟火源的温度，当第一感温装置监测到温度达到指定温度，将温度信号传输至控制器；
[0020]4)控制器向第一烟雾产生装置发出指令并启动对应第一烟雾产生装置，启动对应第一烟雾产生装置，模拟次生火灾烟雾情况；
[0021]5)控制器向对应的第一烟雾产生装置发出指令，同时向两侧相邻第一火灾组件的第一模拟火源发出指令，相邻两侧的第一模拟火源启动，模拟有第一火灾着火点向外蔓延情况；
[0022]6)控制器依次控制第一模拟火源启动，当其对应的第一感温装置监测到指定温度后，向其对应的烟雾产生器和其相邻第一模拟火源发送指令，并启动其对应的烟雾产生器和其相邻第一模拟火源工作，重复上述步骤直至所有第一模拟火源启动；
[0023]7)当距离第二模拟火源最近的第一模拟火源启动后，其对应的第一感温装置监测
到温度达到指定温度后，将信号传输至控制器，控制器向其对应的第一烟雾产生器发出指令并启动对应的第一烟雾产生器的同时，向其相邻两侧第一模拟火源和其距离最近的第二模拟火源也发出指令，相邻两侧的第一模拟火源和距离最近第二模拟火源启动，模拟火势向第二火灾组件蔓延的情况；
[0024]第一个第二模拟火源启动后，当相应的第二感温装置监测到指定温度后，控制器相其对应的第二烟雾产生器和相邻的第二模拟火源发出指令，其对应的第二烟雾产生器和相邻第二模拟火源启动，重复上述步骤至所有第二模拟火源启动；
[0025]8)当距离第三模拟火源最近的第一模拟火源启动后并达到指定温度时，控制器向其相邻第一模拟火源发出指令的同时，向距离最近的第三模拟火源也发出指令并启动第三模拟火源，直至所有第一模拟火源、第二模拟火源和第三模拟火源启动。
[0026]进一步的，感温装置包括温度传感器或热电偶探针。
[0027]本专利技术中，强地震引起地下结构的损伤或破坏，导致管线断裂等从而引发火灾等二次灾害，通过振动台模拟地震，模拟火源模拟次生火灾，控制器控制实现不同着火部位、着火时间的控制，达到真正的地震与火灾的耦合作用。模拟地震作用下地下结构发生次生火灾的环境，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置，其特征是：包括振动台和模型箱，所述模型箱置于振动台上方，所述模型箱内部模拟地下结构，所述地下结构包括地下建筑区域和地下管廊区域，所述地下管廊区域包括土体层和埋设土体层内的隧道模型，所述隧道模型埋设多组第一火灾模拟组件，所述土体层内埋设多组第二火灾模拟组件，地下建筑区域设置有多个第三火灾模拟火源，所述地下管廊区域内埋设至少一个控制器，控制器与外接电源连接，所述第一火灾模拟组件、第二火灾模拟组件和第三模拟火源分别与控制器导线连接。2.根据权利要求1所述的一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置，其特征是：所述第一火灾模拟组件为第一模拟火源，所述第二火灾模拟组件为第二模拟火源，每个模拟火源分别与控制器连接。3.由权利要求1所述的一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置的实施方法，其特征是：通过振动台模拟地震荷载，所述控制器内部设置地震感应器，当振动台开始工作，控制器内的地震感应器接收信号，控制器开始工作控制模拟火源启动，所述控制器启动模拟火源模拟二次火灾的步骤如下:1)控制器控制其中一个第一火灾模拟组件中第一模拟火源开启工作，以第一个启动的第一模拟火源为起火点；2)控制器按照一定时间间隔依次向相邻第一模拟火源发出指令，依次启动相邻第一模拟火源直至所有第一火灾模拟组件的第一模拟火源启动，模拟以起火点为起点向两侧相邻的第一模拟火源蔓延的情况。3)所有第一火灾模拟组件的第一模拟火源启动后，控制器向分别向第二火灾模拟组件的第二模拟火源和第三模拟火源发出指令，启动距离最后启动第一模拟火源最近的第二模拟火源和第三模拟火源。4)控制器按照一定时间间隔以第一次启动的第二模拟火源为起点依次向相邻第二模拟火源发出指令直至所有第二模拟火源启动，同时控制器按照一定时间间隔以第一次启动的第三模拟火源为起点依次向相邻第三模拟火源发出指令直至所有第三模拟火源启动。4.根据权利要求1所述的一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置，其特征是：每组第一火灾模拟组件包括第一模拟火源、管道断裂信号采集器、第一感温装置和第一烟雾产生装置，所述第一模拟火源、管道断裂信号采集器、第一感温装置和第一烟雾产生装置均一一对应设置，所述管道断裂信号采集器分布于隧道模型的管壁上，第一模拟火源、管道断裂信号采集器、第一感温装置和第一烟雾产生装置分别与控制器电性连接。5.根据权利要求4所述的一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置，其特征是：所述第二火灾组件包括第二模拟火源、第二感温装置和第二烟雾产生装置，所述第二模拟火源、第二感温装置和第二烟雾产生装置分别与控制器连接，与第二火灾组件距离最近的第一火灾组件中的第一感温装置达到指定温度后，通过控制器向第二火灾组件下达指令，第二火灾组件中的第二模拟火源启动工作。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述一种基于振动台模拟地震荷载下地下结构次生火灾模拟试验装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国波，刘强，马险峰，周焕廷，关振长，彭述权，王建宁，孙富学，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：