[发明专利]一种爆破炮孔承压测试方法

说明书

本发明提供了一种爆破炮孔承压测试方法，包括以下步骤：模型构建，布设炮孔，炮孔处理，检测件安装，取样检测，消除干扰，爆破实验，数据处理与分析。本发明基于PVDF传感器构建的炮孔壁动态峰值压力测试系统，测试电路简单有效，频带响应宽，采集时间长，该测试系统具有量程大、频率响应宽、采集时间长以及在测量10Gpa以下压力时可忽略温度的影响的特点，其可以在孔内复杂的爆炸环境下及时准确地捕捉到孔壁压力时程曲线，有利于深入研究炮孔内的压力时空分布规律。

技术领域

本发明涉及爆破实验技术领域，具体为一种爆破炮孔承压测试方法。

背景技术

不耦合装药结构是一种典型的装药结构，主要分为径向不耦合装药以及轴向不耦合装药两种情况，径向不耦合通常指炸药的直径小于钻孔直径，轴向不耦合指炸药在炮孔轴向方向间隔安置，一般由水或空气作为填充介质，尤其是空气不耦合装药在采矿、隧道开挖以及边坡等有关爆破工程中应用最为广泛。不耦合装药结构相对于耦合装药具有巨大的优势，在光面爆破、预裂爆破和台阶爆破中均发挥着极其重要的作用。在光面爆破和预裂爆破中，不耦合装药结构具有调节孔壁压力的作用，既能保证光爆孔（预裂孔）孔间岩石的劈裂，又能防止孔壁被过大压力压碎，从而形成良好的爆破轮廓面。在台阶爆破中使用不耦合装药可以防止出现过粉碎或者大块石的冒出，同时有助于降低炸药低效率和不经济的使用。

现有技术中，到目前为止，在大多数岩石爆破中，不耦合装药一直被经验设计所主导，这在不同程度上造成了超欠挖、矿石的损失、安全风险和爆炸能量的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种爆破炮孔承压测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种爆破炮孔承压测试方法，包括以下步骤：

步骤一：模型构建，通过浇筑了相似比为 1:1 混凝土模型，模拟隧道施工现场光爆孔爆破过程，根据粘贴在炮孔孔壁上的 PVDF 压力传感器以及预埋在混凝土模型中应变砖，测量周边孔孔壁峰值压力时程曲线及炮孔周围介质中不同测点位置处的径、切向应力分布；

步骤二：布设炮孔，全尺寸混凝土炮孔的尺寸：模型长400cm、模型宽340cm、模型高160cm、测试炮孔孔径 50mm，测试炮孔长取 4.0m，试验模型预留 2 个测试炮孔，炮孔水平布置，孔间距1.0m，每个炮孔距模型侧边的最小距离取 1.0m，模型浇筑在混凝土地面上，地面混凝土厚约 0.4m~0.5m，炮孔距地面 0.4m，距模型上边界1.2m，模型长 4m，宽 3m，高1.6m，模型左侧炮孔命名为 A 孔，右侧炮孔命名为 B 孔；

步骤三：炮孔处理，用粗、细砂纸对 PVDF 粘贴位置孔壁进行打磨；用酒精对打磨好位置进行清洗；用 AB 胶进行打底（填充粘贴位置存在的孔隙）；用细砂纸再一次打磨 AB胶表面；

步骤四：检测件安装，提前将 PVDF 传感器、屏蔽线、电阻等焊接完毕备用；通过提前的触发测试，确保 PVDF 传感器测试电路联通，基于 PVDF 压电膜片对孔壁进行压力测量与周围的应力的测试同时进行，模型浇筑时在炮孔 A 及炮孔 B 中药包右端部的正下方预埋了一个应变传感器，应变传感器到正上方炮孔中心的距离约为 0.25m，具体安装时，在PVDF 表面涂上耐高温油脂并贴上铝箔纸，然后粘贴面均匀涂上 401 胶水；利用直径小于炮孔的木棍将 PVDF 送入混凝土炮孔指定位置；

步骤五：取样检测，对于计算径切向应力所需要模型试块弹性模量以及波速等力学参数，对试件进行力学实验，浇筑8个 150mm*150mm*150mm 大试块带回力学试验测试中心，经加工制成标准试块进行混凝土模型动静力学的测量实验，试块与混凝土模型采用的相同配合比的配料制作而成，与混凝土模型介质力学参数一致；

步骤六：消除干扰，使用SYV75-2 信号屏蔽线消除工频干扰，在测量导线、信号采集仪以及电桥盒的下方全部铺设一层导电橡胶用于消除静电干扰；