[发明专利]碎屑流防护结构撞击试验装置

说明书

本发明涉及安全防护技术领域，具体为碎屑流防护结构撞击试验装置，气缸连接着发射装置，发射装置设置控制开关以控制冲击力的大小；发射装置连接着圆柱形的转轮，转轮有六个弹膛，弹膛分别装有锥形冲击子弹；调速电机与转轮的转轴连接，调速电机和控制开关分别连接发射速度控制器；转轮的发射前方安装有实验防护结构，实验防护结构前安装有高速摄像机。本发明提供的碎屑流防护结构撞击试验装置，采用了转轮式的发射装置实现了子弹的连续发射，从而能模拟碎屑流的连续冲击过程；实验防护结构实现了可调可控，从而能模拟不同形式的碎屑流防护结构；该试验装置提高了试验效率。

技术领域

本发明涉及安全防护技术领域，具体为碎屑流防护结构撞击试验装置。

背景技术

在我国西南、西藏山高沟深等地貌条件复杂的地区和山地灾害较多的发达城市如香港，碎屑流加速后撞击防护结构的最高速度可达到50～100m/s，且撞击能量巨大。若在近程加速阶段进行拦截，碎屑流对防护结构的冲击就是一个连续的动态冲击过程。因此开发碎屑流冲击试验装置需要解决两个方面的问题：

其冲击过程是一个动态的冲击过程，因此必须向防护结构提供较大的冲击能量；

其冲击过程是一个连续的冲击过程，因此需要向防护结构提供连续的冲击能量。

矿岩破碎、油井致裂、高速撞击、打桩、弹丸撞靶、常规爆炸及核爆炸防护和一些地震、滑坡、岩爆等一些等灾害性自然现象等都与应力脉冲和冲击荷载作用下的应力波传递有关。在进行撞击试验时，根据应变率的不同可以将实验设备分为以下几个部分：

表1按应变率分级的撞击试验设备

传统碎屑流撞击试验采用的是摆锤式重力锤的试验装置，重力锤试验装置虽然试验操作简单，可模拟大尺寸的模型，但重力锤试验的冲击能单纯依靠重力锤的重力势能，在模拟不同冲击能量时需要更换重力锤，或者需要借助吊车等机械设备来完成实验，并不适合室内试验定量研究。而目前在核爆炸等防护试验装置其主要是模拟一次超高速的撞击，其冲击过程并不等同于碎屑流的连续冲击过程。滑槽试验在一定程度上可以模拟碎屑流对防护结构的冲击作用，但其受到尺寸的限制，其冲击力和冲击过程并不能准确模拟高速碎屑流对防护结构的连续冲击作用。此外不同山地地形需要采用不同的防护结构，目前运用较多的是以钢混结构为主的板状防护结构和以钢丝网等为主的网状防护结构，尤其对于新结构或者新材料的防护结构需要通过试验来验证设计，而目前的设备均不能在同一个设备上模拟上述二者的连续冲击作用下的防护能力。综上所述，目前虽然有较多的撞击试验装置，但是还未有一种能直接应用于模拟碎屑流冲击的试验装置。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种直接应用于模拟碎屑流冲击的试验装置。

具体的技术方案为：

碎屑流防护结构撞击试验装置，包括气缸、发射装置、转轮、锥形冲击子弹、高速摄像机和实验防护结构；气缸连接着发射装置，发射装置设置控制开关以控制冲击力的大小；发射装置连接着圆柱形的转轮，转轮有六个弹膛，弹膛分别装有锥形冲击子弹；调速电机与转轮的转轴连接，调速电机和控制开关分别连接发射速度控制器；转轮的发射前方安装有实验防护结构，实验防护结构前安装有高速摄像机。

所述的实验防护结构包括底部的基槽、防护网，防护网底部安装在基槽内，防护网两侧有边界板，边界板通过液压柱安装在固定墙上，防护网上安装有冲击区，冲击区周围分布有应变片，所述的应变片与应变仪连接；所述的防护网通过锚绳固定在固定墙上。

本发明提供的碎屑流防护结构撞击试验装置，采用了转轮式的发射装置实现了子弹的连续发射，从而能模拟碎屑流的连续冲击过程；实验防护结构实现了可调可控，从而能模拟不同形式的碎屑流防护结构；该试验装置提高了试验效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的转轮结构示意图；