[發明專利]一種隧道及地下工程爆破開挖模型試驗系統與試驗方法

在審

• 申請號: 201810886382.0
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN109187237A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 陳士海;劉小鳴;張子華
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313;G01N3/12
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;李艾華

1.一種隧道及地下工程爆破開挖模型試驗系統，其特征在于，包括：模型試驗箱、液壓加載系統、爆破模擬系統和數據采集系統；所述模型試驗箱與所述液壓加載系統、爆破模擬系統和數據采集系統分別相連接；所述模型試驗箱內澆筑有與巖土體相似的材料，同時在巖體、支護結構和周圍地下建構筑物中布設測試元件；所述液壓加載系統與所述模型試驗箱相連以對模型進行加載，使得所述模型試驗箱中模型處于不同的地應力狀態；所述爆破模擬系統與所述模型試驗箱相連以提供非炸藥形式的爆破；所述數據采集系統與所述模型試驗箱相連以接收測試元件發送的爆破時的相關數據。

2.根據權利要求1所述的隧道及地下工程爆破開挖模型試驗系統，其特征在于，所述爆破模擬系統采用直流電對高能電容器充電，當充電電壓達到額定值時，進行高壓放電產生電火花，利用電火花強壓力脈沖的爆炸沖擊特性模擬隧道及地下工程鉆爆法掘進的炸藥爆炸。

3.根據權利要求1所述的隧道及地下工程爆破開挖模型試驗系統，其特征在于，所述測試元件包括應變磚、加速度傳感器和應變片。

4.根據權利要求1所述的隧道及地下工程爆破開挖模型試驗系統，其特征在于，所述模型試驗箱包括千斤頂；所述模型試驗箱通過所述千斤頂與所述液壓加載系統相連。

5.根據權利要求1所述的隧道及地下工程爆破開挖模型試驗系統，其特征在于，所述模型試驗箱設有隧道開挖窗口。

6.一種隧道及地下工程爆破開挖模型試驗方法，其特征在于，包括：

在模型試驗箱內澆筑巖土體的相似材料，同時在巖體、支護結構和周圍地下建構筑物中布設測試元件以采集爆破時的相關數據；

將所述測試元件連接至數據采集系統；

對所述模型試驗箱中的模型通過液壓加載系統進行液壓加載，同時進行隧道開挖，再通過爆破模擬系統進行掌子面爆破；

所述測試元件采集爆破時的相關數據并發送給所述數據采集系統。

7.根據權利要求6所述的隧道及地下工程爆破開挖模型試驗方法，其特征在于，

所述爆破模擬系統采用直流電對高能電容器充電，當充電電壓達到額定值時，進行高壓放電產生電火花，利用電火花強壓力脈沖的爆炸沖擊特性模擬隧道及地下工程鉆爆法掘進的炸藥爆炸。

8.根據權利要求6所述的隧道及地下工程爆破開挖模型試驗方法，其特征在于，所述測試元件包括應變磚、加速度傳感器和應變片。

9.根據權利要求1所述的隧道及地下工程爆破開挖模型試驗方法，其特征在于，所述模型試驗箱包括千斤頂；所述模型試驗箱通過所述千斤頂與所述液壓加載系統相連。

10.根據權利要求1所述的隧道及地下工程爆破開挖模型試驗方法，其特征在于，

所述模型試驗箱設有隧道開挖窗口。