混凝土结构水下爆破自主采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种混凝土结构水下爆破自主采集系统，包括测试墩体、传感器组以及数据采集装置；混凝土结构的中部设置混凝土基块，传感器组包括应力传感器、应变传感器、壁面反射压传感器及自由场压力传感器，数据采集装置设置在埋设到水底土层中的密封箱内，该采集系统用于采集炸药爆炸信息，有利于测试人员获取准确试验数据，制定爆破计划。制定爆破计划。制定爆破计划。

【技术实现步骤摘要】
混凝土结构水下爆破自主采集系统


[0001]本专利技术具体涉及混凝土结构水下爆破自主采集系统，属于混凝土结构爆破


技术介绍

[0002]在一些浅水水域，距离岸边一定距离仍遗留一些人造混凝土墩体群，对船舶的靠岸造成了影响，因此，有必要对凝土墩体群进行爆破毁伤，以利于船舶靠近岸边。在浅水中爆破，水压对炸药的削弱作用以及水压的冲击作用均不同于空气中的混凝土爆破毁伤试验；另外，与在空气中混凝土结构被炸药爆破毁伤的原理不同，浅层水中爆炸载荷对混凝土墩的作用主要有冲击波、水底反射波、绕射波、水面和墩体各表面的反射稀疏波等。墩体在爆炸载荷作用下的反应主要体现在压缩和拉伸两个方面，墩体各面正压和压应力峰值主要由冲击波和水底反射波所引起，负压和拉应力主要由水面和墩体表面的反射稀疏波所引起。由于水介质的流动性和各向同性等特点，混凝土墩体受冲击波的围压作用，使其处于多向受力状态。
[0003]混凝土墩体在浅水中爆破的毁伤效应是复杂应力多方叠加的结果，在水压环境炸药如何对混凝土结构造成破坏现有技术并没有相关的采集探究，并且各种应力波在水下传递时，容易遭信号线和采集器的接头的轻微活动，造成信号曲线的波动，并且在数据收集后，很难从众多的数据波形中剔除，因此，亟需一种浅水中混凝土墩体爆炸效应试验装置，根据试验获取准确的数据。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种混凝土结构水下爆破自主采集系统，获取准确试验数据，制定爆破计划。
[0005]为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]本专利技术提供一种混凝土结构水下爆破自主采集系统，包括测试墩体、传感器组以及数据采集装置；
[0007]所述测试墩体包括壳体以及浇筑在壳体内的混凝土结构，所述混凝土结构的中部设置混凝土基块，
[0008]所述传感器组包括应力传感器、应变传感器、壁面反射压传感器及自由场压力传感器，所述应力传感器设置在混凝土结构内，并朝向混凝土结构的侧壁；所述应变传感器设置在混凝土基块表面，所述壁面反射压传感器安装在壳体侧壁的内壁上，所述自由场压力传感器设置在炸药远离测试墩体的一侧；
[0009]所述数据采集装置设置在埋设到水底土层中的密封箱内，所述数据采集装置包括第一数据采集器和第二数据采集器；所述应变传感器、应力传感器通过第一数据采集器与上位机连接，所述壁面反射压传感器、自由场压力传感器通过第二数据采集器与上位机连接，所述第二数据采集器与炸药电连接，用于采集炸药爆炸信息。
[0010]进一步的，所述密封箱包括箱体和箱盖，所述箱体和箱盖之间设有密封垫，所述箱盖上设有插孔，所述第一数据采集器和第二数据采集器通过穿过插孔的水密线缆与上位机连接，其中数据线接头设置在密封箱内，并被埋设在土层下，可以躲避水下爆破带来的冲击波，避免接头晃动和线缆牵扯造成的信号丢失或干扰。
[0011]进一步的，所述混凝土基块的上表面及相邻的两个侧面均设有一组应变传感器，每组应变传感器包括垂直分布的两个应变片。
[0012]进一步的，所述应力传感器通过支架设置在混凝土结构内，所述支架包括竖杆和斜杆，所述应力传感器设置到所述斜杆的末端。
[0013]进一步的，所述应力传感器通过支架设置在混凝土基块的两个相对面的外侧，或相邻两个侧面的外侧。
[0014]进一步的，所述竖杆上设有两个交叉分布的斜杆，所述应力传感器分别固定到两个所述斜杆的末端，有利于分析对于混凝土内部的毁伤情况。
[0015]进一步的，所述壁面反射压传感器外周设有安装套，所述安装套包括通过螺栓固定的第一套体和第二套体，所述第一套体和第二套体之间设有密封圈，所述第一套体上设有螺孔，用于安装到壳体侧壁，所述第二套体内设有引线孔，所述壁面反射压传感器的数据线由引线孔引出。
[0016]进一步的，所述数据线外壁套设有波纹管，使传感器从混凝土墩体的内部反映出混凝土墩体收到爆破冲击后的反射压数据，且保持受冲击后，传感器以及数据线的连接稳定可靠，避免数据丢失。
[0017]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
[0018]本专利技术通过在混凝土标靶内的中心处设置混凝土基块，在混凝土基块的表面贴放应变传感器，不同于现有技术中采用在混凝土结构表面贴放应变传感器的方式，可以在标靶的内部中心检测到标靶在爆破毁伤作用下的应变数据，准确的反应出标靶内部各个方位的应变；
[0019]在混凝土基块外侧设置两个应力传感器，根据需要设置成检测相邻面或想对面的压力数据，通过对应力数据的实时监测，检测在爆破瞬间后，各个阶段的受力情况，并配合应变数据、壁面反射压传感器以及自由场压力测试的数据，得到各点的压力为何种冲击波或反射波的作用，便于分析爆破毁伤机理；同时能够分析靶体各面或各部分是属于受压破坏或受拉破坏，在各个破坏区域中，爆炸冲击波在水底反射波以及水面反射波的影响下是否有叠加效果；
[0020]将数据采集器设置在密封的箱体内，保证密封和电磁屏蔽效果，避免在爆破的冲击波以及反射波作用下，造成信号的丢失或缺损。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例所示混凝土结构水下爆破自主采集系统的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例所示密封箱布设位置示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例所示测试墩体的结构示意图；
[0024]图4是本专利技术实施例所示壁面反射压传感器的结构示意图；
[0025]图5是本专利技术实施例所示应力传感器相邻布置在测试墩体内的结构示意图；
[0026]图6是本专利技术实施例所示应力传感器相邻布置的结构示意图；
[0027]图7是本专利技术实施例所示应变传感器的分布示意图；
[0028]图8是本专利技术实施例所示密封箱的结构示意图；
[0029]图9是本专利技术实施例二所示爆破环境示意图；
[0030]图10是本专利技术实施例二所示应变片的定义示意图；
[0031]图中：10、测试墩体；101、混凝土基块；11、应变传感器；12、应力传感器；121、竖杆；122、斜杆；13、壁面反射压传感器；131、第一套体；132、第二套体；133、螺栓；134、探头；135、密封圈；136、螺孔；20、密封箱；201、箱体；203、箱盖；202、密封垫；21、第一数据采集器；22、第二数据采集器；30、浮筒；40、炸药；50、自由场压力传感器。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0033]结合图1所示，本专利技术提出一种混凝土结构水下爆破自主采集系统，包括测试墩体10、传感器组以及数据采集装置。
[0034]测试墩体10包括壳体以及浇筑在壳体内的混凝土结构，为了模拟被爆破对象，本实施例将壳体被设置成锥台形状，所形成的混凝土结构也是锥台形状；
[0035]进一步的，为了准确的反应测试墩体10在炸药爆破时所产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土结构水下爆破自主采集系统，其特征在于，包括测试墩体、传感器组以及数据采集装置；所述测试墩体包括壳体以及浇筑在壳体内的混凝土结构，所述混凝土结构的中部设置混凝土基块，所述传感器组包括应力传感器、应变传感器、壁面反射压传感器及自由场压力传感器，所述应力传感器设置在混凝土结构内，并朝向混凝土结构的侧壁；所述应变传感器设置在混凝土基块表面，所述壁面反射压传感器安装在壳体侧壁的内壁上，所述自由场压力传感器设置在炸药远离测试墩体的一侧；所述数据采集装置设置在埋设到水底土层中的密封箱内，所述数据采集装置包括第一数据采集器和第二数据采集器；所述应变传感器、应力传感器通过第一数据采集器与上位机连接，所述壁面反射压传感器、自由场压力传感器通过第二数据采集器与上位机连接，所述第二数据采集器与炸药电连接，用于采集炸药爆炸信息。2.根据权利要求1所述的一种混凝土结构水下爆破自主采集系统，其特征在于，所述密封箱包括箱体和箱盖，所述箱体和箱盖之间设有密封垫，所述箱盖上设有插孔，所述第一数据采集器和第二数据采集器通过穿过插孔的水密线缆与上位机连接。3.根据权利要求1所述的一种混凝土结构水下爆破自主采集系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟明寿，谢兴博，陆鸣，范磊，杨贵丽，李兴华，马华原，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：