[發明專利]碎屑流防護結構撞擊試驗裝置

有效

• 申請號: 201610917077.4
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN107300454B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 蘇立君;肖思友;姜元俊;李丞
• 申請（專利權）人: 中國科學院;水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 曹少華

本發明涉及安全防護技術領域，具體為碎屑流防護結構撞擊試驗裝置，氣缸連接著發射裝置，發射裝置設置控制開關以控制沖擊力的大小；發射裝置連接著圓柱形的轉輪，轉輪有六個彈膛，彈膛分別裝有錐形沖擊子彈；調速電機與轉輪的轉軸連接，調速電機和控制開關分別連接發射速度控制器；轉輪的發射前方安裝有實驗防護結構，實驗防護結構前安裝有高速攝像機。本發明提供的碎屑流防護結構撞擊試驗裝置，采用了轉輪式的發射裝置實現了子彈的連續發射，從而能模擬碎屑流的連續沖擊過程；實驗防護結構實現了可調可控，從而能模擬不同形式的碎屑流防護結構；該試驗裝置提高了試驗效率。

技術領域

本發明涉及安全防護技術領域，具體為碎屑流防護結構撞擊試驗裝置。

背景技術

在我國西南、西藏山高溝深等地貌條件復雜的地區和山地災害較多的發達城市如香港，碎屑流加速后撞擊防護結構的最高速度可達到50～100m/s，且撞擊能量巨大。若在近程加速階段進行攔截，碎屑流對防護結構的沖擊就是一個連續的動態沖擊過程。因此開發碎屑流沖擊試驗裝置需要解決兩個方面的問題：

其沖擊過程是一個動態的沖擊過程，因此必須向防護結構提供較大的沖擊能量；

其沖擊過程是一個連續的沖擊過程，因此需要向防護結構提供連續的沖擊能量。

礦巖破碎、油井致裂、高速撞擊、打樁、彈丸撞靶、常規爆炸及核爆炸防護和一些地震、滑坡、巖爆等一些等災害性自然現象等都與應力脈沖和沖擊荷載作用下的應力波傳遞有關。在進行撞擊試驗時，根據應變率的不同可以將實驗設備分為以下幾個部分：

表1按應變率分級的撞擊試驗設備

傳統碎屑流撞擊試驗采用的是擺錘式重力錘的試驗裝置，重力錘試驗裝置雖然試驗操作簡單，可模擬大尺寸的模型，但重力錘試驗的沖擊能單純依靠重力錘的重力勢能，在模擬不同沖擊能量時需要更換重力錘，或者需要借助吊車等機械設備來完成實驗，并不適合室內試驗定量研究。而目前在核爆炸等防護試驗裝置其主要是模擬一次超高速的撞擊，其沖擊過程并不等同于碎屑流的連續沖擊過程。滑槽試驗在一定程度上可以模擬碎屑流對防護結構的沖擊作用，但其受到尺寸的限制，其沖擊力和沖擊過程并不能準確模擬高速碎屑流對防護結構的連續沖擊作用。此外不同山地地形需要采用不同的防護結構，目前運用較多的是以鋼混結構為主的板狀防護結構和以鋼絲網等為主的網狀防護結構，尤其對于新結構或者新材料的防護結構需要通過試驗來驗證設計，而目前的設備均不能在同一個設備上模擬上述二者的連續沖擊作用下的防護能力。綜上所述，目前雖然有較多的撞擊試驗裝置，但是還未有一種能直接應用于模擬碎屑流沖擊的試驗裝置。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種直接應用于模擬碎屑流沖擊的試驗裝置。

具體的技術方案為：

碎屑流防護結構撞擊試驗裝置，包括氣缸、發射裝置、轉輪、錐形沖擊子彈、高速攝像機和實驗防護結構；氣缸連接著發射裝置，發射裝置設置控制開關以控制沖擊力的大??；發射裝置連接著圓柱形的轉輪，轉輪有六個彈膛，彈膛分別裝有錐形沖擊子彈；調速電機與轉輪的轉軸連接，調速電機和控制開關分別連接發射速度控制器；轉輪的發射前方安裝有實驗防護結構，實驗防護結構前安裝有高速攝像機。

所述的實驗防護結構包括底部的基槽、防護網，防護網底部安裝在基槽內，防護網兩側有邊界板，邊界板通過液壓柱安裝在固定墻上，防護網上安裝有沖擊區，沖擊區周圍分布有應變片，所述的應變片與應變儀連接；所述的防護網通過錨繩固定在固定墻上。

本發明提供的碎屑流防護結構撞擊試驗裝置，采用了轉輪式的發射裝置實現了子彈的連續發射，從而能模擬碎屑流的連續沖擊過程；實驗防護結構實現了可調可控，從而能模擬不同形式的碎屑流防護結構；該試驗裝置提高了試驗效率。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的轉輪結構示意圖；