[发明专利]寒区条件下结构柱抗爆性能试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种寒区条件下结构柱抗爆性能试验装置，其特征在于：包括嵌设在土层内的混凝土爆坑（1），在混凝土爆坑（1）内开设用于放置待试验结构柱（4）的主凹槽、用于安装千斤顶（5）的千斤顶（5）槽以及若干液氮储存舱（2）；

所述主凹槽位于混凝土爆坑（1）的中心位置，其内放置待试验结构柱（4），在主凹槽的一侧为千斤顶（5）槽，主凹槽与千斤顶（5）槽连通，在千斤顶（5）槽内设置千斤顶（5），千斤顶（5）的施力端抵住待试验结构柱（4）；

若干液氮储存舱（2）设置在主凹槽的另一侧，且每个液氮储存舱（2）与主凹槽连通；

在混凝土爆坑（1）的开口端可移动覆设保温隔板；

在主凹槽的上方悬设爆炸物（3），用于试验时施加爆炸荷载。

2.根据权利要求1所述的寒区条件下结构柱抗爆性能试验装置，其特征在于：

所述液氮储存仓包括两个，设置在主凹槽的另一侧，当待试验结构柱（4）放置在主凹槽内时，以待试验结构柱（4）的中轴线为中心线，液氮储存仓分别对称设置在中心线的两侧。

3.根据权利要求1所述的寒区条件下结构柱抗爆性能试验装置，其特征在于：还包括若干换气通道（8），每条换气通道（8）的一端与主凹槽连通，其另一端伸出土层，在伸出土层的换气通道（8）的另一端安装换气扇（81）。

4.根据权利要求3所述的寒区条件下结构柱抗爆性能试验装置，其特征在于：前述的换气通道（8）设置两条。

5.根据权利要求1所述的寒区条件下结构柱抗爆性能试验装置，其特征在于：所述的保温隔板通过滑动装置可移动覆设在混凝土爆坑（1）的开口端；

所述保温隔板对称分成两部分，每部分由混凝土爆坑（1）开口端的两侧进行滑移；滑动装置包括滚轮（11）与滑槽，在混凝土爆坑（1）的开口端开设滑槽，保温隔板的每部分底面均安装滚轮（11），滚轮（11）与滑槽匹配。

6.根据权利要求1所述的寒区条件下结构柱抗爆性能试验装置，其特征在于：所述的保温隔板包括叠设的保温层（9）和密封钢板（10）；

在密封钢板（10）的四周贴设密封条（12）；

混凝土爆坑（1）的主凹槽与千斤顶（5）槽之间还设有隔温板（6）。

7.根据权利要求3所述的寒区条件下结构柱抗爆性能试验装置，其特征在于：在待试验结构柱（4）的底部设置用于监测温度的温度控制系统（7）；

在液氮储存舱（2）与主凹槽连通的管道上安装液氮阀门（21）；

温度控制系统（7）与液氮阀门（21）、换气扇（81）电联。

8.根据权利要求1所述的寒区条件下结构柱抗爆性能试验装置，其特征在于：在混凝土爆坑（1）的侧边设置钢架（13），钢架（13）的顶端设置延伸杆，延伸杆的端部延伸至混凝土爆坑（1）的上方，在延伸杆延伸的端部安装爆炸物（3）；

所述的爆炸物（3）上绑设若干绳索（14），每根绳索（14）的一端与爆炸物（3）绑设，绳索（14）的另一端固定在混凝土爆坑（1）周围的地面上。

9.基于寒区条件下结构柱抗爆性能试验装置的试验方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤S1：将待试验结构柱（4）安装在混凝土爆坑（1）的主凹槽内，千斤顶（5）的施力端抵住待试验结构柱（4）的一端，将隔温板（6）搭设在主凹槽与千斤顶（5）槽之间；

步骤S2：将保温隔板的两部分合并，覆设在混凝土爆坑（1）的开口端，在保温隔板的密封钢板（10）与地面的缝隙处贴设密封条（12）；

步骤S3：温度控制系统（7）向液氮阀门（21）发送开启指令，液氮储存舱（2）向主凹槽内以预设流速注入液氮，直至混凝土爆坑（1）内的温度降低至预设值，温度控制系统（7）再次向液氮阀门（21）发送关闭指令，若温度过低则温度控制系统（7）向换气扇（81）发送开启指令，排出预设目标的汽化液氮以升温；

步骤S4：将爆炸物（3）吊设在混凝土爆坑（1）上方；

步骤S5：撕开密封条（12），将保温隔板的两部分分开，引爆爆炸物（3），完成爆炸载荷施加试验；

步骤S6：试验结束后，温度控制系统（7）向换气扇（81）发送开启指令，排出混凝土爆坑（1）内的汽化液氮，完成试验。