[發明專利]一種模擬構件受極端環境與爆炸荷載耦合作用的試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202210020875.2
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114486576A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李佳奇;宗周紅;單玉麟;錢海敏;李奕暉;陳燁婧;陳振健;黃杰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/313
• 分類號: G01N3/313;G01N3/18;G01N3/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

1.一種模擬構件受極端環境與爆炸荷載耦合作用的試驗裝置，其特征在于：包括為試件提供高溫以及冷凍環境的極端環境艙（2）、在試件端部為試件提供穩定軸力的反力與軸力施加裝置以及為試件提供爆炸荷載的爆炸物（6），所述的爆炸物（6）與試件之間有間距；

所述的極端環境艙（2）包括高低溫環境箱（7）以及用于安置試件的隔熱箱（8），在所述隔熱箱（8）的兩側分別設置一個高低溫環境箱（7），所述的隔熱箱（8）為兩個相同的半開口箱體部分合并形成，每個半開口箱體部分與相鄰的高低溫環境箱（7）連接形成極端環境艙（2）半艙體，兩個極端環境艙（2）半艙體可分離或者合并，隔熱箱（8）內壁安裝溫度傳感器；在所述的高低溫環境箱（7）箱壁安裝溫度顯示及控制面板（9）、電源及調溫按鈕（10），電源及調溫按鈕（10）安裝在溫度顯示及控制面板（9）上，內置的溫度傳感器與溫度顯示及控制面板（9）電聯；

在每個高低溫環境箱（7）內開設若干環境施加通道（13），每條環境施加通道（13）的開合均通過溫度顯示及控制面板（9）調控；

所述反力與軸力施加裝置包括反力結構（4）以及軸力施加結構，反力結構（4）的反力架基礎埋置極端環境艙（2）的底部地基內，軸力施加結構安裝在試件的頂部且軸力施加結構同時與反力結構（4）連接。

2.根據權利要求1所述的模擬構件受極端環境與爆炸荷載耦合作用的試驗裝置，其特征在于：所述隔熱箱（8）內沿著箱壁布設耐溫巖棉。

3.根據權利要求1所述的模擬構件受極端環境與爆炸荷載耦合作用的試驗裝置，其特征在于：在每個高低溫環境箱（7）內開設四條環境施加通道（13），其中兩條環境施加通道（13）為高溫施加通道，剩余兩條環境施加通道（13）為低溫施加通道。

4.根據權利要求1所述的模擬構件受極端環境與爆炸荷載耦合作用的試驗裝置，其特征在于：所述軸力施加結構包括固定端支座（5）以及軸力千斤頂（3），反力結構（4）還包括反力架，反力架底端與反力架基礎垂直布設，在試件的頂部套設固定端支座（5），軸力千斤頂（3）固定在固定端支座（5）表面，向固定端支座（5）施加軸力，軸力千斤頂（3）通過內置螺栓（18）與反力架的頂端連接；固定端支座（5）為試件頂端提供固定端約束，與試件頂端嵌套連接。

5.根據權利要求1所述的模擬構件受極端環境與爆炸荷載耦合作用的試驗裝置，其特征在于：在試驗裝置的底部安裝若干電動滑輪（11），地面安裝定向導軌（12），電動滑輪（11）電動滑輪（11）與定向導軌（12）匹配。

6.一種基于權利要求1至5任一所述模擬構件受極端環境與爆炸荷載耦合作用的試驗方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟S1：將試件即橋墩構件（1）置于隔熱箱（8）內，同時將橋墩構件（1）安裝在反力結構（4）的加載口下，橋墩構件（1）頂部套設安裝固定端支座（5），在固定端支座（5）頂部安裝軸力千斤頂（3），反力架通過內置螺栓（18）連接軸力千斤頂（3）；

步驟S2：啟動軸力千斤頂（3），向試件施加軸向荷載；

步驟S3：控制電動滑輪（11），將每個半開口箱體部分與相鄰的高低溫環境箱（7）連接形成的極端環境艙（2）半艙推移合并，形成所述的極端環境艙（2）；

步驟S4：判斷試驗前提，若需實現橋墩構件（1）在極端環境作用后受爆炸試驗情況，先啟動溫度顯示及控制面板（9）上的電源及調溫按鈕（10），向橋墩構件（1）施加極端環境，所述的極端環境包括火災、冰凍以及凍融；

步驟S5：極端條件施加完成后，打開高低溫環境箱（7），同時將兩個極端環境艙（2）半艙分離，將極端環境艙（2）撤離至安全的掩體位置；

步驟S6：引爆爆炸物（6），向橋墩構件（1）施加爆炸荷載；

若在步驟S4時判斷試驗前提需實現在爆炸損傷后橋墩構件（1）耐極端環境試驗情況，則先實施步驟S6，再實施步驟S4。