[发明专利]胶结充填体爆破损伤实验模拟方法

权利要求书

1.一种胶结充填体爆破损伤实验模拟方法，采用一体化模拟系统进行实验，所述一体化模拟系统包括机架（15），对试样（7）施加恒定载荷的恒载加载机构、对试样（7）施加扰动载荷的扰动加载机构以及测量装置，其特征在于：还包括主振频率调节装置，用于调整在实验中试样（7）所处下部环境的主振频率，使其与现场的主振频率相同；扰动加载机构在相对试样（7）的多个位置施加扰动载荷，调整在实验中试样（7）所处下部环境的峰值振动速度，使其与现场的峰值振动速度相同；

具体实验步骤如下：

步骤1：在一组预设压力的扰动下，实测现场的主振频率和峰值振动速度，现场选取实验用材料，制作相同大小的多个试样（7）；

步骤2：利用压力机将一个试样（7）压坏，得到试样（7）的破环载荷即单轴抗压强度；

步骤3：将一完好试样（7）固定在机架（15）上，设置测量装置，通过恒载加载机构对试样（7）施加一小于破环载荷的恒定载荷；

步骤4：通过扰动加载机构施加与步骤1中压力相同的扰动载荷，通过主振频率调节装置使实验中试样（7）下部环境的主振频率与步骤1中现场实测主振频率相同；

步骤5：选择另一块完好的试样（7），调整扰动加载机构与试样（7）的水平距离，使实验中试样（7）下部环境的峰值振动速度与现场实测峰值振动速度相同；

步骤6：选择另一块完好的试样（7），改变扰动加载机构所加载的扰动载荷，测量试样（7）的声波波速和应变值；

步骤7：利用声波法，通过声速变化值计算出试样（7）的损伤度。

2.根据权利要求1所述的胶结充填体爆破损伤实验模拟方法，其特征在于：所述扰动加载机构包括空气锤（13）和通过压缩气管路（9）与空气锤（13）连接的空压机（11），压缩气管路（9）上设有调节阀（10）和开关（12），空气锤（13）可调整其相对试样（7）的位置；主振频率调节装置设置在机架（15）与空气锤（13）之间。

3.根据权利要求2所述的胶结充填体爆破损伤实验模拟方法，其特征在于：所述空气锤（13）上端通过竖直的空气锤稳固支架（14）支撑在机架（15）上部横梁下端面；主振频率调节装置设置在机架（15）上部横梁与空气锤稳固支架（14）之间。

4.根据权利要求1～3任一项所述的胶结充填体爆破损伤实验模拟方法，其特征在于：所述主振频率调节装置为垫层（6），改变垫层（6）的材质和厚度可以改变试样（7）下部环境的主振频率。

5.根据权利要求4所述的胶结充填体爆破损伤实验模拟方法，其特征在于：所述垫层（6）材质为皮革。

6.根据权利要求1所述的胶结充填体爆破损伤实验模拟方法，其特征在于：所述恒载加载机构包括杠杆（1）、压杆（2）和砝码（3），杠杆（1）一端铰接在机架（15）上，另一端通过托盘（4）挂载砝码（3），压杆（2）竖直向下对试样（7）施加恒定载荷。

7.根据权利要求1所述的胶结充填体爆破损伤实验模拟方法，其特征在于：所述恒定载荷与破坏载荷的比值为0.2：1～0.8:1。

8.根据权利要求1所述的胶结充填体爆破损伤实验模拟方法，其特征在于：所述测量装置包括爆破振动仪、非金属声波检测仪和静态应变测试仪。

9.根据权利要求1所述的胶结充填体爆破损伤实验模拟方法，其特征在于：所述主振频率调节装置为设置在试样（7）与机架（15）之间以及机架（15）上部横梁与空气锤（13）之间的垫层（6）。