[实用新型]一种二氧化碳相变致裂压力测试装置

说明书

本实用新型公开了一种二氧化碳相变致裂压力测试装置。本实用新型的装置，包括基座；套筒，套筒竖直设置在基座上，套筒的顶端敞口，套筒内壁设有多个压力传感器，套筒下端设有泄气孔；二氧化碳相变致裂装置，二氧化碳相变致裂装置竖直设置在套筒中，且二氧化碳相变致裂装置与套筒内壁之间具有间隙，间隙内填充有填充物；二氧化碳相变致裂装置的泄能口位于泄气孔下方；数据采集处理系统，数据采集处理系统与压力传感器电连接。本实用新型能有效测试二氧化碳相变致裂装置垂直工况下的泄爆压力，能获取不同位置的二氧化碳相变泄爆压力时程曲线与不同时刻二氧化碳相变泄爆压力沿程分布曲线，对研究二氧化碳相变致裂技术的点式聚能作用有重要意义。

技术领域

本实用新型涉及破岩技术领域，尤其涉及一种二氧化碳相变致裂压力测试装置。

背景技术

随着社会的发展，城市开挖工程对振动和环境的要求越来越高，常见的炸药爆破在一些情况下不能使用，二氧化碳相变致裂技术作为目前的炸药爆破首要代替手段，得到了广泛的应用。但由于二氧化碳相变致裂技术的实用水平远远高于理论水平，对二氧化碳相变致裂技术的荷载研究还处于初级阶段。已有的二氧化碳相变致裂技术研究通常先利用理论计算求出二氧化碳相变致裂能量，然后将相变致裂能量转化为TNT当量作为相变致裂荷载。但是，炸药荷载产生的冲击波作用远远大于爆生气体的静楔作用，可以说，炸药破岩时主要是冲击波作用为主，而二氧化碳相变致裂破岩过程中的气楔作用在岩体裂纹扩展中起到了不可忽视的作用，二氧化碳相变致裂破岩过程中应力波与气体协同作用能量比例尚未明晰，直接将二氧化碳相变致裂荷载转换为炸药荷载进行理论研究存在一定的缺陷。相比之下，直接研究二氧化碳相变致裂的压力时程曲线能更简洁准确的反应二氧化碳的相变荷载特征。

现有的二氧化碳相变压力时程曲线测试有多种。一种是测试二氧化碳相变致裂管中的压力，即膛压测试，膛压测试的压力是二氧化碳相变致裂管中的压力，与二氧化碳相变致裂器泄能口喷射的高压气体压力之间存在一定的差异，不能准确反映二氧化碳相变泄爆的压力。一种是采用密封钢管内套单泄能孔二氧化碳相变致裂器，用钢管模拟钻孔，钢管横卧进行二氧化碳相变致裂压力测试，但此测试方法有部分缺陷，在大多数情况中，二氧化碳相变致裂器是近垂直设置，横卧时测得的二氧化碳相变致裂压力时程曲线仅仅满足水平掘进时二氧化碳相变致裂器与钻孔的相对位置关系，不符合大多数情况下二氧化碳相变致裂器与钻孔的相对位置关系。

由于二氧化碳相变致裂进行现场试验耗时耗力，且浪费人力物力，实验室测定二氧化碳相变致裂压力时程曲线是一种经济快捷的方法。由于现有测试所得的二氧化碳相变致裂时程曲线精度不高，且二氧化碳相变致裂技术是一种点式聚能爆破技术，同断面内不同位置的压力时程曲线存在一定的差异，因此亟需一种能精确获得不同致裂参数下的钻孔内不同位置二氧化碳相变泄爆压力时程曲线的测试装置和测试方法，以求能精确描述二氧化碳相变泄爆威力，为现场实际应用提供理论基础。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种能有效测试二氧化碳相变致裂装置垂直工况下的泄爆压力的二氧化碳相变致裂压力测试装置。

本实用新型的一种二氧化碳相变致裂压力测试装置，包括基座；套筒，所述套筒竖直设置在所述基座上，所述套筒的顶端敞口，所述套筒内壁设有多个压力传感器，所述套筒下端设有泄气孔；二氧化碳相变致裂装置，所述二氧化碳相变致裂装置竖直设置在所述套筒中，且所述二氧化碳相变致裂装置与所述套筒内壁之间具有间隙，所述间隙内填充有填充物；所述二氧化碳相变致裂装置的泄能口位于所述泄气孔下方；数据采集处理系统，所述数据采集处理系统与所述压力传感器电连接。

优选的，所述泄气孔设有防止填充物由其漏出的铁丝网。

优选的，多个所述压力传感器8沿所述套筒2的轴向和圆周内壁间隔设置，沿所述套筒2轴向设置的压力传感器8等距间隔设置在同一直线上，沿所述圆周内壁间隔设置的压力传感器8在同一水平面，且在同一水平面的压力传感器8至少设置有4个。