[实用新型]一种大当量地下浅埋爆炸效应模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种大当量地下浅埋爆炸效应模拟装置，包括底座、容器罐、第一抽真空装置、爆源装置，爆源装置包括玻璃罩、导爆索、钢管、密封塞、电雷管、起爆器、空气压力调节装置；底座作为整个模拟装置的支撑部件，安装在整个装置的最底端；容器罐安装在底座的一端；第一抽真空装置通过管道与容器罐相连；玻璃罩、电雷管均位于容器罐内，玻璃罩的底端通过密封塞进行密封，导爆索位于玻璃罩内；导爆索通过钢管穿出密封塞，并与电雷管的锥形端相接；电雷管的另一端与容器罐外部的起爆器相连；玻璃罩底端与空气压力调节装置相连；本实用新型的模拟装置可重复开展不同参数条件下大比尺抛掷爆炸效应模拟试验，操作简单、成本低。

技术领域

本实用新型属于地下防护工程建设及防护技术和工程爆破研究领域，特别涉及一种大当量地下浅埋爆炸效应模拟装置。

背景技术

随着各种爆破技术在交通、水利水电工程建设、能源和矿产资源的勘察与开发，地质灾害的防灾与减灾等领域的成功应用，工程爆破的规模不断扩大。当前很多的工程爆破方案，特别是复杂的装药配置方案拟定大多是基于几何相似的经验公式，而大量的爆破实践表明，在增大地下爆炸规模时，必须考虑重力在抛掷弹坑形成过程中的作用，研制一种大当量工程爆破的模拟优化装置，不仅可以对爆破参数优化设计，提高爆破效率，而且可以对工程爆破的效果和效应进行科学的预测预报，具有重要的科学意义和工程应用价值。

对于地下爆炸研究的天然岩体而言，由于其复杂的结构和构造特征，在爆炸作用下岩石的运动、变形和破坏具有非协调非相容特性，物理过程复杂，影响因素众多。目前在理论分析上还存在很大困难，数值模拟也难以准确进行。现场实地试验虽然可针对特定条件进行研究，但研究周期长，且耗费大量人力物力，试验风险巨大，可重复性差，难以开展系统研究。

采用相似物理模拟试验的方法可以真实、直观地反映地质构造和装药配置的空间关系，能够准确地模拟大当量地下浅埋爆炸过程中各种影响因素对弹坑和鼓包形成的影响，使人们更容易全面把握爆破过程中岩体的运动、变形及破坏特性，是研究地下爆破问题，特别是地下核爆炸问题的一种有效的方法。

当前，国内外主要的地下爆炸物理模型试验装置主要有离心机爆炸模拟装置和真空室爆炸模拟装置。岳松林等在文献(岳松林，邱艳宇，王德荣等.岩石中爆炸成坑效应的模型试验方法及对比分析(J).岩石力学与工程学报，2014，33(9)：1925-1932)中指出，由于受到离心机加速度和吊篮模型箱尺寸的限制，土工爆炸离心机模拟比尺有限，只适用于小当量和小比例埋深的抛掷爆炸，真空室爆炸模型试验装置可控性强，模拟适用范围广，在大当量大埋深地下爆炸成坑现象模拟时具有明显的优势。国外最早的爆炸真空模拟装置是由前苏联地球物理研究所的M.A.Sadovskii和V.V.Adushkin等学者报道，20世纪70年代，前苏联为了大型工程爆破的应用需求，制造出了真空室地下爆炸模拟装置，该装置直径2.3m，高3m，体积12m3，模拟比尺从1:100到1:1000，真空室内可放置一到十个爆炸源，可同时引爆或实施必要的延迟爆炸，爆源装置采用球形镍铬丝金属栅格内置薄壁橡胶气囊做成的，通过低压电流加热镍铬丝来烧裂橡胶球达到释放压缩气体的目的。但是，该装置的起爆方式不仅镍铬丝的加热时间不可控，对于多组爆源的延期起爆无法做到精确的起爆控制，而且橡胶气囊很可能随机地从某处开一裂口造成气体喷出的不均匀，与地下抛掷爆炸成坑物理过程不相符，对试验模拟结果造成影响。

综上，国内尚未有大当量地下爆炸效应真空室模型试验装置的相关报道，已有的土工爆炸离心机，尽管在小当量、浅埋深爆炸模拟方面具有明显的优势，但是造价昂贵，试验成本高，也不适用于大规模工程爆破模拟。尽管国外真空室爆炸模拟装置起步早，但是整套装置配置陈旧，自动化程度和量测技术落后，爆源装置的精确起爆控制也有待升级改进。大当量(0.1～100千吨)地下爆炸效应模拟试验装置可填补国内此类装置的空白。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种大当量地下浅埋爆炸效应模拟装置，以解决当前国内土工爆炸离心机无法模拟大当量地下抛掷爆炸现象的难题。