一种浅埋结构的长持时核爆炸荷载模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种浅埋结构的长持时核爆炸荷载模拟装置，包括待测模型、爆坑、盖板和爆炸物，所述待测模型底部与爆坑底部固定连接，使待测模型形成两端开口的通道结构，通道结构两端开口处设有挡板，使待测模型内侧形成密闭空间，所述爆坑下部填充砂介质层，所述待测模型顶端高度低于砂介质层顶面高度；所述爆坑内设有钢索，所述钢索位于砂介质层上方，且两端分别固定在爆坑的两侧壁上；所述爆炸物均匀设置在钢索上；所述盖板设置在爆坑顶部，并使爆坑内部形成密闭空间，该装置能实现持续时间较长的核武器爆炸荷载作用下结构的动力响应测试，解决了长持时核冲击波作用下浅埋结构动力响应试验的研究手段缺乏的问题。应试验的研究手段缺乏的问题。应试验的研究手段缺乏的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种浅埋结构的长持时核爆炸荷载模拟装置


[0001]本专利技术涉及一种浅埋结构的长持时核爆炸荷载模拟装置，属于地下结构动力响应测试领域。

技术介绍

[0002]防护工程能抵御预定武器的破坏作用，在巩固国防、抵御侵略等方面具有不可替代的作用，特别是地下防护工程（坑道式防护工程），其埋藏在地面以下一定深度，具有天然抗力强、易于伪装隐蔽的特点，以直墙圆拱结构为例，由于其优越的承载能力目前被广泛应用于地下防护工程中，防护结构在长持时核爆炸荷载下结构响应与持续时间较短的爆炸荷载下结构响应大不相同，地下防护工程防核武器破坏效应一直是世界各国研究热点。
[0003]目前针对结构核爆荷载抗力性能试验方式主要有核爆加载、激波管加载和静压加载等方式，核爆加载目前显然无法实现，激波管加载受尺寸及压力值限制，只适合做小尺寸模型试验，静压加载方式与核爆炸冲击波加载方式差别过大，不能很好地反应防护结构的受载特点。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有技术中存在的问题，提供一种模拟长持时爆炸荷载作用于浅埋结构的试验方法，以实现持续时间较长的核武器爆炸荷载作用下结构的动力响应测试，解决了长持时核冲击波作用下浅埋结构动力响应试验的研究手段缺乏的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案为：一种浅埋结构的长持时核爆炸荷载模拟装置，包括待测模型、爆坑、盖板和爆炸物，所述待测模型底部与爆坑底部固定连接，使待测模型形成两端开口的通道结构，通道结构两端开口处设有挡板，使待测模型内侧形成密闭空间，所述爆坑下部填充砂介质层，所述待测模型顶端高度低于砂介质层顶面高度；所述爆坑内设有钢索，所述钢索位于砂介质层上方，且两端分别固定在爆坑的两侧壁上；所述爆炸物均匀设置在钢索上；所述盖板设置在爆坑顶部，并使爆坑内部形成密闭空间。
[0006]对上述技术方案的进一步设计为：所述爆坑底部设有混凝土垫层，所述待测模型底部固定在混凝土垫层上。
[0007]所述待测模型底部通过直角连接板固定连接在混凝土垫层上，所述直角连接板的两边分别与待测模型一侧边和混凝土垫层贴合，直角连接板的两边上均设有通孔，直角连接板通过穿设在通孔内的锚栓与待测模型和混凝土垫层固定连接。
[0008]所述爆坑壁顶部设有对称设置的台阶面，所述盖板边缘支承在台阶面底部。
[0009]所述台阶面底部内侧设有橡胶垫，所述橡胶垫与盖板接触。
[0010]所述台阶面底部设有电磁铁，所述盖板为钢板。
[0011]所述盖板顶部设有吊钩
[0012]所述待测模型为拱形结构，且待测模型内侧由挡板和混凝土垫层围成密闭空间。
[0013]所述砂介质层表面设有表面压力传感器，待测模型外表面设有土压力盒。
[0014]所述钢索设有纵横交错的多根，多根钢索均匀分布在与砂介质层顶面平行的平面内；所述爆坑内壁设有固定环，所述钢索固定在固定环上。
[0015]本专利技术的技术方案与现有技术相比具有的有益效果在于：
[0016]本专利技术采用爆炸空间内均布爆炸物，导爆索爆炸产生的冲击波和高压气体均匀作用在沙面，更好的实现了防护结构受核爆打击平面加载方式。
[0017]本专利技术在大型封闭爆坑环境下，化学爆炸产生的高压气体密封于爆腔之内，大大延长了爆炸荷载作用时间，解决了核爆炸冲击波长持时特征难以实现的问题。
[0018]本专利技术将模型整体置于沙介质之中，可以较好的模拟结构浅埋试验条件。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例的剖视图；
[0020]图2为图1中A
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A向剖视图；
[0021]图3为图1中爆坑壁与盖板连接结构示意图；
[0022]图4为图1中待测模型与混凝土垫层连接处结构示意图。
[0023]图中：1
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爆坑，11
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混凝土垫层，12
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台阶面，13
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橡胶垫，14
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电磁铁，2
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待测模型，21
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直角连接板，22
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锚栓，23
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挡板，3
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砂介质层，4
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钢索，5
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爆炸物，6
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盖板，61
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吊钩。
具体实施方式
[0024]下面结合附图以及具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0025]实施例一
[0026]如图1所示，本实施例的一种浅埋结构的长持时核爆炸荷载模拟装置，包括长方体状的爆坑1，爆坑1的侧壁由混凝土浇注而成，爆坑1底部设有混凝土垫层11，待测模型2呈拱形，拱形两侧的底部分别通过直角连接板21与混凝土垫层11固定连接，所述直角连接板21的两边分别与待测模型2一侧底部和混凝土垫层11贴合，如图4所示，直角连接板21的两边上均设有通孔，直角连接板21通过锚栓22穿过通孔后锚固在待测模型2和混凝土垫层11上实现固定连接；若待测模型2为钢板材质，则直角连接板21的一边可与待测模型2焊接，另一边利用锚栓与混凝土垫层11固定。
[0027]结合图2所示，待测模型2在爆坑1内固定完成后，向爆坑1内填入砂介质，为防止砂进入待测模型2内侧，在待测模型2的两端设有挡板23，砂介质填充至完全淹没待测模型2，且砂介质顶面与待测模型2顶部之间存在一定距离，更好的模拟浅埋试验条件，形成砂介质层3，挡板23在砂介质层3的压力下抵在待测模型2两端，使待测模型2内部形成密闭空间。
[0028]爆坑1上部在同一平面内设置多根纵横交错的钢索4，多根钢索4均匀分布在与砂介质层2顶面平行的平面内，该平面位于砂介质层的上方；每根钢索4的两端均与爆坑1相对的两侧壁固定连接，本实施例中为了能更方便的安装和拆卸钢索4，在爆坑2侧壁对应位置固定设有固定环（图中未画出），钢索4端部系在固定环上；钢索4上均匀布置爆炸物5，本实施例中采用线形的黑索金炸药。
[0029]结合图3所示，爆坑1顶部设有对称设置的台阶面12，并盖设有盖板6，盖板6顶部设有吊钩61，方便盖板6的吊装。
[0030]盖板6边缘支承在台阶面12底部，台阶面12用于对盖板6进行定位；台阶面12底部
内侧设有橡胶垫13，橡胶垫13顶面高于台阶面12底部，使得橡胶垫13与盖板6底部接触，起到密封作用，使得爆坑1内部形成密闭空间，台阶面底部还设有电磁铁14，钢材质的盖板6可吸附在电磁铁14上，防止爆炸产生的冲击力顶开盖板，由于本实施例为大型封闭爆坑环境，用于地下防护工程（坑道式防护工程等）在长持时核爆炸荷载下结构响应的研究，因此本实施例装置体积较大，若盖板6过重，则增加成本，且不易吊装，若过轻，则易被爆炸冲击力顶开，因此本实施例中电磁铁14的设置使得较轻的盖板也不会出现被顶开的现象。
[0031]本实施例在砂介质层3表面设有表面压力传感器，待测模型2外表面设有土压力盒，用于爆炸冲击压力的检测。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅埋结构的长持时核爆炸荷载模拟装置，其特征在于：包括待测模型、爆坑、盖板和爆炸物，所述待测模型底部与爆坑底部固定连接，使待测模型形成两端开口的通道结构，通道结构两端开口处设有挡板，使待测模型内侧形成密闭空间，所述爆坑下部填充砂介质层，所述待测模型顶端高度低于砂介质层顶面高度；所述爆坑内设有钢索，所述钢索位于砂介质层上方，且两端分别固定在爆坑的两侧壁上；所述爆炸物均匀设置在钢索上；所述盖板设置在爆坑顶部，并使爆坑内部形成密闭空间。2.根据权利要求1所述浅埋结构的长持时核爆炸荷载模拟装置，其特征在于：所述爆坑底部设有混凝土垫层，所述待测模型底部固定在混凝土垫层上。3.根据权利要求2所述浅埋结构的长持时核爆炸荷载模拟装置，其特征在于：所述待测模型底部通过直角连接板固定连接在混凝土垫层上，所述直角连接板的两边分别与待测模型一侧边和混凝土垫层贴合，直角连接板的两边上均设有通孔，直角连接板通过穿设在通孔内的锚栓与待测模型和混凝土垫层固定连接。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：于思远，王振，吴红晓，张国凯，李胡军，刘晨康，赵雪川，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：