CN110108571B - 一种动静组合加载的试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及爆炸力学及岩土工程室内模型试验技术，提出一种动静组合加载的试验装置及试验方法。提出的一种动静组合加载的试验装置具有爆炸动荷载加载机构和三向静荷载加载机构；三向静荷载加载机构的底座设置有静载承载环；静载承载环内设置有两个对称设置的X向千斤顶和两个对称设置的Y向千斤顶；X向千斤顶、Y向千斤顶通过静载加载板顶紧在试件上；试件的底部由Z向定位板支撑，Z向定位板连接在Z向千斤顶上；试件的顶部顶在动载传力活塞的一端；动载传力活塞的另一端与位于动载腔筒体内的动载腔传力板相连接；动载腔筒体内设置有爆炸源。本发明测试原理直观、荷载状态模拟准确、拆卸方便、易于操作。

Description

一种动静组合加载的试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及爆炸力学及岩土工程室内模型试验技术，尤其涉及一种动静组合加载的试验装置及试验方法。

背景技术

动载荷与静载荷组合作用在岩土工程尤其是深部地下工程、大跨度地下工程的结构稳定性和安全性分析中经常遇到；动载荷主要是指在爆破开挖、偶然爆炸或武器打击等条件下产生的爆炸现象并作用在工程结构上的爆炸载荷，包括空气冲击波、地冲击、爆炸强震动等，其显著特点是峰值强度高、加载历时短、荷载变化大、瞬时作用强烈；静载荷主要是指由于岩土体分布、地质构造作用等产生的荷载，包括地应力、构造应力等，其特点是荷载强度稳定、作用时间长、长期效应显著等。通常，岩土体内部是一个相对稳定的静荷载环境；当在岩土体内部开展工程建设时，不可避免地对其产生强烈扰动并破坏了相对稳定的环境，使得静荷载对工程的作用发生了复杂变化，这是目前工程领域研究的热点；在岩土工程的建设阶段，尤其是坚硬岩体中的爆破开挖施工，会对静荷载的重新分布和方向产生明显影响；另外，在岩土工程的建设和运行阶段，尤其对于重要的地下工程，有可能会遭受偶然爆炸或武器打击等强动载作用，这种不能预计的爆炸动载，其产生的影响将更强于可控制的爆破作用；爆炸动载荷和静载荷组合作用下，对岩土工程结构性能要求产生很大的影响，因此，对于岩土体与工程结构在动载荷与静载荷组合作用下的性能研究是涉及爆炸力学与岩土工程领域重要的工作。目前关于动、静载组合作用下岩土体与工程结构响应特性方面的研究还不多。

动荷载尤其是爆炸强动载作用下，岩土体与工程结构的力学行为发生较大变化，与单独的静载荷作用下的情况存在较大的差异。早期，德、法等欧洲国家采用加载率，或者称作应力率，进行衡量，而美国则主要采用应变率作为衡量参数。目前，各国基本统一采用应变率作为表征岩土体与工程结构动态力学行为变化规律的基本参数。近年来，国内外研究者做了大量关于岩土体及工程结构的动态力学参数试验，但是结果相差较大，究其原因，造成这种差异的主要是因为各个研究者采用的试验方法和装置不同。因此，需要清晰了解目前常用的各种试验方法与装置的使用原理及范围。

静载试验研究中，目前主要是单轴和三轴试验，主要试验设备有MTS系列岩石三轴伺服刚性试验机美国、INSTRON系列电液伺服试验系统英国、三向加载模型试验装置中国、拉压真三轴仪等，上述设备能够较好地进行岩土体或岩土体模拟材料的单轴和三轴试验，并且能够测定其轴向荷载、轴向变形、横向变形和体积变形等的全过程曲线。研究者先后进行了各种应力比下的三向拉、压静态试验，拉压联合作用静态试验，循环荷载下材料疲劳性能等。目前的静载试验研究理论与设备均已达到相当系统完善的水平，但静载试验设备均不能开展动态性能研究。

动载试验研究中，目前较多采用振动台、共振柱或者动三轴仪等设备，进行场地地震反应分析、土-桩-结构体系的动力相互作用分析、土体动力特性与动力学参数分析等，主要是基于地震动载开展的相关研究。在爆炸动载的研究中，模拟爆炸动载荷通常需要高应变率加载，一般采用轻气炮、霍普金森压杆试验装置SHPB或者炸药平面波发生器等设备；轻气炮和SHPB装置主要是利用高压气体驱动子弹发射杆产生的高速撞击而形成的应力波传播特性，来研究介质的动态本构关系，而炸药平面波发生器则是直接利用装置内装药爆炸作用进行爆炸强动载的研究。国内外有多家研究机构研发建设了不同指标的轻气炮、SHPB等试验装置，研究者先后进行了动荷载下混凝土强度变形特性与动态受拉试验、冲击荷载下混凝土动态性能及动态强度等研究等。单独开展动载试验研究的技术已比较成熟，虽然直接利用炸药爆炸开展动载试验的研究在爆炸安全方面受限较多，但是通过应力波传播理论开展爆炸作用及相关试验技术研究，已成为比较公认的材料动态力学研究手段。目前国内也有在SHPB装置基础上通过改进形成带围压的SHPB试验设备，也有基于落锤试验方法的材料动态力学试验方法，能够进行一定静载条件下的材料动态力学性能试验研究，但是这些方法存在两点不足，其一是动载来源不是炸药爆炸，故不能真实反映爆炸强动载的作用过程；其二是虽然施加了静载，但静载加载方式单一，不能反映较为真实的静、动荷载环境。

除了试验研究外，随着计算机仿真技术的发展，利用大型商用软件，如有限元ANSYS、有限差分法FLAC3D、离散元、边界元等方法，开展岩土体及工程结构在动、静载组合作用下的力学性能研究，也是一种非常可行且应用日益广泛的手段。但是数值模拟研究只是一种仿真推演方法，不能获得试验中所呈现的直观现象及结果，其结论还需进一步判定。

发明内容

为了克服现有静载试验、动载试验及在一定静载条件下的动态试验等试验方法的缺点和不足，本发明的目的是提供一种动静组合加载的试验装置及试验方法。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种动静组合加载的试验装置，试验装置具有爆炸动荷载加载机构和三向静荷载加载机构；所述的三向静荷载加载机构具有底座；所述底座的正上方设置有静载承载环；所述的静载承载环通过下支撑柱支撑在所述的底座上；所述的静载承载环内设置有两个对称设置的X向千斤顶和两个对称设置的Y向千斤顶；两个所述的X向千斤顶和两个所述的Y向千斤顶位于同一个平面内且互相垂直；所述的X向千斤顶、Y向千斤顶的底部固定在静载承载环的内壁面上，X向千斤顶、Y向千斤顶的头部均与静载加载板连接；所述的静载加载板顶紧在试件上，所述的X、Y向千斤顶形成对试件进行X、Y方向的静载荷加载；所述试件的底部由Z向定位板支撑，所述的Z向定位板连接在Z向千斤顶上，所述的Z向千斤顶固定在底座上；所述试件的顶部顶在动载传力活塞的一端，所述的动载传力活塞的侧面限位顶在动载腔底板上，所述的动载腔底板通过上支撑柱和上支撑柱法兰连接在所述的静载承载环上；所述的Z向千斤顶与底座、下支撑柱、静载承载环、上支撑柱、动载腔底板、动载传力活塞共同构成一个Z向加载反力体系，对试件进行Z方向的静载荷加载；所述的X、Y向千斤顶与Z向加载反力体系共同形成用以对试件进行三向加载的静载荷加载机构；所述的动载传力活塞的另一端与位于动载腔筒体内的动载腔传力板相连接；所述的动载腔筒体为两端开口的筒体结构；所述动载腔筒体的下端由动载腔底板封闭；所述的动载腔底板通过上支撑柱支撑在所述静载承载环的上端面；所述的动载腔筒体内设置有爆炸源；所述的爆炸源通过爆炸源引火线悬挂在动载腔传力板的正上方；所述动载腔筒体的上端与动载腔上盖连接；所述的动载腔上盖、动载腔底板与动载腔筒体共同形成一爆炸腔，爆炸腔内充填介质，介质中的爆炸作用通过动载腔传力板和动载传力活塞的传递，最终加载在试件上，形成试件的爆炸动荷载。

所述静载加载板连接在X、Y向千斤顶的前端，X、Y向千斤顶出力后，端部通过静载加载板顶紧在试件侧面，所述的X、Y向千斤顶底部均布固定在静载承载环上，静载承载环、千斤顶、静载加载板和试件构成X、Y向的静荷载加载体系。

所述Z向千斤顶的顶端与Z向定位板连接，所述Z向定位板托顶试件底部，所述的Z向千斤顶底部固定在底座上，所述底座依次与下支撑柱、静载承载环、上支撑柱、动载腔底板、动载传力活塞连接，所述的动载传力活塞向下顶在试件顶部；Z向千斤顶出力后，与Z向定位板、试件以及底座、下支撑柱、静载承载环、上支撑柱、动载腔底板、动载传力活塞等共同构成Z向的静荷载加载体系。

对应所述的Z向定位板有用以对其进行限位的导向杆；所述的导向杆为均匀分布的多根，所述导向杆的一端与Z向定位板连接，另一端与固定在底座上的导向杆支架连接，避免Z向定位板在Z向千斤顶顶升过程中可能发生的转动对试件受力状态的影响。

所述的动载腔传力板与动载传力活塞连接，动载腔传力板在爆炸腔内受到爆炸荷载作用，通过动载传力活塞将爆炸荷载加载到试件上；动载腔底板与动载腔传力板之间具有间隙，间隙中填充软材料。

所述的上支撑柱为沿圆周均布的多根，所述上支撑柱上端与动载腔底板固联，所述上支撑柱下端与静载承载环通过法兰形成可拆卸连接。

所述的底座通过地脚螺栓锚固在地面上，防止装置在试验过程中移动、倾覆。

一种动静组合加载的试验装置进行试验的方法为：

①整理试验现场，检查装置组件并确认各组件能否在工作状态，做好试验准备工作，准备试验材料，使用试件模具制作试件；

②从上支撑柱法兰连接处将装置分成两部分；对于下半部分，将试件放置在Z向定位板上，试件基本在X、Y向千斤顶端部静载加载板之间；对于上半部分，在动载腔底板与动载腔传力板之间的间隙中设置软材料填充，然后在爆炸腔内填充模拟岩土介质材料，如果是空气中爆炸的试验情况则不需要填充介质；上、下两半部分的介质填充和试件放置完成后，再将两部分连接起来；

③启动Z向千斤顶，顶起试件上移，直至试件上端与动载传力活塞端部接触，然后继续上顶，进行预加载，通过Z向千斤顶油压控制加载范围；

④分别启动X、Y向千斤顶，直至对应的静载加载板与试件侧面接触，继续加压，进行预加载，通过X、Y向千斤顶油压控制加载范围；

⑤根据实验要求启动X、Y、Z向千斤顶，对试件进行三向静载加载，到位后稳压，等待爆炸实验；如果不等待爆炸实验，则可实现三向加载实验的状态；

⑥根据设计计算爆炸参数，在爆炸腔内充填的介质中钻孔装药，或者在空爆情况下直接装药，做好安全措施，按照爆炸规程进行实验。这样，爆炸加载与三向加载共同作用，实现了对试件的动、静组合加载；

⑦爆炸实验结束后确保安全，退回静载系统，观察实验现象；

⑧再上支撑柱处拆解试验装置，重新准备试件和介质材料，准备下次实验。

本发明提出的一种动静组合加载的试验装置，采用上述技术方案，具有以下有益效果：

①实现了对试件同时施加三向静载荷和爆炸动载荷，克服了单独静载、单独动载及带围压动载试验装置的不足，能够满足动、静组合加载试验的条件要求。

②直接采用装药爆炸的方式施加爆炸动载荷，且爆炸载荷大小能够通过药量和在爆腔中的位置进行调整，能够真实反映爆炸强动载的作用过程。

③静荷载加载系统类似真三轴仪，能够对试件施加三向静荷载，三向静载荷大小可调、互不影响，静载与动载的加载过程也互不影响，模拟了岩土体赋存的真实的静、动荷载环境。

④试验过程中，可有效测量在复杂荷载条件下岩土体的应力、变形等力学特性参数。

⑤该装置测试原理直观、荷载状态模拟准确、结构简单、稳定性好、拆卸方便、易于操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的纵向剖面图；

图3图2的A-A剖面图。

图中：1-X向千斤顶，2-静载承载环，3-静载加载板，4-Z向千斤顶，5-Z向定位板，6-导向杆，7-导向杆支架，8-底座，9-下支撑柱，10-上支撑柱法兰，11-上支撑柱法兰盘盖，12-上支撑柱，13-动载腔底板，14-动载传力活塞，15-动载腔传力板，16-动载腔筒体，17-动载腔上盖，18-爆炸源引爆线，19-爆炸源，20-试件，21-地脚固定螺栓,22-Y向千斤顶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明：

如图1所示，并结合图2，一种动静组合加载的试验装置，试验装置具有爆炸动荷载加载机构和三向静荷载加载机构；所述的三向静荷载加载机构具有底座8；所述底座8的正上方设置有静载承载环2；所述的静载承载环2通过下支撑柱9支撑在所述的底座8上；所述的静载承载环2内设置有两个对称设置的X向千斤顶1和两个对称设置的Y向千斤顶22；两个所述的X向千斤顶1和两个所述的Y向千斤顶22位于同一个平面内且互相垂直；所述的X向千斤顶1、Y向千斤顶22的底部固定在静载承载环2的内壁面上，X向千斤顶1、Y向千斤顶22的头部均与静载加载板3连接；所述的静载加载板3顶紧在试件20上，所述的X、Y向千斤顶形成对试件进行X、Y方向的静载荷加载；所述试件20的底部由Z向定位板5支撑，所述的Z向定位板5连接在Z向千斤顶4上，所述的Z向千斤顶4固定在底座8上；所述试件20的顶部顶在动载传力活塞14的一端，所述的动载传力活塞14的侧面限位顶在动载腔底板13上，所述的动载腔底板13通过上支撑柱12和上支撑柱法兰10连接在所述的静载承载环2上；所述的Z向千斤顶4与底座8、下支撑柱9、静载承载环2、上支撑柱12、动载腔底板13、动载传力活塞14共同构成一个Z向加载反力体系，对试件20进行Z方向的静载荷加载；所述的X、Y向千斤顶与Z向加载反力体系共同形成用以对试件进行三向加载的静载荷加载机构；所述的动载传力活塞14的另一端与位于动载腔筒体16内的动载腔传力板15相连接；所述的动载腔筒体16为两端开口的筒体结构；所述动载腔筒体16的下端由动载腔底板13封闭；所述的动载腔底板13通过上支撑柱12支撑在所述静载承载环2的上端面；所述的动载腔筒体16内设置有爆炸源19；所述的爆炸源19通过爆炸源引火线16悬挂在动载腔传力板15的正上方；所述动载腔筒体16的上端与动载腔上盖17连接；所述的动载腔上盖17、动载腔底板13与动载腔筒体16共同形成一爆炸腔，爆炸腔内充填介质，介质中的爆炸作用通过动载腔传力板和动载传力活塞的传递，最终加载在试件上，形成试件的爆炸动荷载。

所述静载加载板3连接在X、Y向千斤顶的前端，X、Y向千斤顶出力后，端部通过静载加载板顶紧在试件侧面，所述的X、Y向千斤顶底部均布固定在静载承载环上，静载承载环、千斤顶、静载加载板和试件构成X、Y向的静荷载加载体系。

所述Z向千斤顶4的顶端与Z向定位板5连接，所述Z向定位板5托顶试件底部，所述的Z向千斤顶5底部固定在底座8上，所述底座依次与下支撑柱、静载承载环、上支撑柱、动载腔底板、动载传力活塞连接，所述的动载传力活塞向下顶在试件顶部；Z向千斤顶出力后，与Z向定位板、试件以及底座、下支撑柱、静载承载环、上支撑柱、动载腔底板、动载传力活塞等共同构成Z向的静荷载加载体系。

对应所述的Z向定位板有用以对其进行限位的导向杆6；所述的导向杆6为均匀分布的多根，所述导向杆6的一端与Z向定位板5连接，另一端与固定在底座上的导向杆支架连接，避免Z向定位板在Z向千斤顶顶升过程中可能发生的转动对试件受力状态的影响。

所述的动载腔传力板与动载传力活塞连接，动载腔传力板在爆炸腔内受到爆炸荷载作用，通过动载传力活塞将爆炸荷载加载到试件上；动载腔底板与动载腔传力板之间具有间隙，间隙中填充软材料（如塑料或模拟岩土介质等）。

所述的上支撑柱12为沿圆周均布的多根，所述上支撑柱12上端与动载腔底板13固联，所述上支撑柱12下端与静载承载环2通过法兰形成可拆卸连接。

所述的底座通过地脚螺栓锚固在地面上，防止装置在试验过程中移动、倾覆。

所述的底座8通过地脚螺栓锚固21在地面上。

动载腔底板13中间留空，供动载传力活塞14穿过，动载传力活塞14上端与动载腔传力板15连接，下端伸出爆炸腔外，直抵试件顶部；动载传力活塞14与试件接触部位设置通过动载腔底板13的限位措施；动载传力活塞14可以在上下方向有一定的微小移动，但上下都有限位措施；在向下移动时，由于上端连接动载腔传力板而限位，在受到Z向千斤顶加载而向上移动时，通过限位措施将荷载传递到动载腔底板上。

动载腔传力板15在爆炸腔内，与动载传力活塞14连接，动载腔传力板15与动载腔底板13之间隔着一定间隙，填充模拟岩土介质。爆炸腔内爆炸，产生爆炸荷载，作用在动载腔传力板15上，通过动载传力活塞14作用在试件上，对试件施加爆炸动荷载。

利用一种动静组合加载的试验装置进行试验的方法为：

①整理试验现场，检查装置组件并确认各组件能否在工作状态，做好试验准备工作，准备试验材料，使用试件模具制作试件。

②从上支撑柱法兰连接处将装置分成两部分。对于下半部分，将试件放置在Z向定位板上，试件基本在X、Y向千斤顶端部静载加载板之间；对于上半部分，在动载腔底板与动载腔传力板之间的间隙中设置软材料填充，然后在爆炸腔内填充模拟岩土介质材料，如果是空气中爆炸的试验情况则不需要填充介质。上、下两半部分的介质填充和试件放置完成后，再将两部分连接起来。

③启动Z向千斤顶，顶起试件上移，直至试件上端与动载传力活塞端部接触，然后继续上顶，进行预加载，通过Z向千斤顶油压控制加载范围。（如果继续实验，则为单轴实验情况。）

④分别启动X、Y向千斤顶，直至对应的静载加载板与试件侧面接触，继续加压，进行预加载，通过X、Y向千斤顶油压控制加载范围。（这种状态下如果继续实验，则为双向加载实验。）

⑤根据实验要求启动X、Y、Z向千斤顶，对试件进行三向静载加载，到位后稳压，等待爆炸实验。（如果不等待爆炸实验，则可实现三向加载实验的状态。）

⑥根据设计计算爆炸参数，在爆炸腔内充填的介质中钻孔装药，或者在空爆情况下直接装药，做好安全措施，按照爆炸规程进行实验。这样，爆炸加载与三向加载共同作用，实现了对试件的动、静组合加载。

⑦爆炸实验结束后确保安全，退回静载系统，观察实验现象。

⑧再上支撑柱处拆解试验装置，重新准备试件和介质材料，准备下次实验。

本发明还具有一些试验辅助机构，但这些实验辅助机构不是我们的创新部分，在此不在过多说明，试验辅助机构包括起爆系统、量测系统、安全措施和试件模具，确保试验能够正常顺利开展。

起爆系统包括起爆器、起爆线、触发线等，起爆器控制装药爆炸，通过触发线传递信号至数据采集系统并开始工作。

量测系统包括传感器、数据传输线、放大器、计算机等。各类传感器分别设置动载腔筒体内壁、爆腔内介质、动载腔传力板、动载传力活塞、试件及各千斤顶部位，传感器的信号通过数据传输线传入由放大器、计算机等构成的数据采集系统，利用计算机调控试验数据的采集、传输、显示和记录。

Claims (6)

1.一种动静组合加载的试验装置，其特征在于：试验装置具有爆炸动荷载加载机构和三向静荷载加载机构；所述的三向静荷载加载机构具有底座；所述底座的正上方设置有静载承载环；所述的静载承载环通过下支撑柱支撑在所述的底座上；所述的静载承载环内设置有两个对称设置的X向千斤顶和两个对称设置的Y向千斤顶；两个所述的X向千斤顶和两个所述的Y向千斤顶位于同一个平面内且互相垂直；所述的X向千斤顶、Y向千斤顶的底部固定在静载承载环的内壁面上，X向千斤顶、Y向千斤顶的头部均与静载加载板连接；所述的静载加载板顶紧在试件上，所述的X、Y向千斤顶形成对试件进行X、Y方向的静载荷加载；所述试件的底部由Z向定位板支撑，所述的Z向定位板连接在Z向千斤顶上，所述的Z向千斤顶固定在底座上；所述试件的顶部顶在动载传力活塞的一端，所述的动载传力活塞的侧面限位顶在动载腔底板上，所述的动载腔底板通过上支撑柱和上支撑柱法兰连接在所述的静载承载环上；所述的Z向千斤顶与底座、下支撑柱、静载承载环、上支撑柱、动载腔底板、动载传力活塞共同构成一个Z向加载反力体系，对试件进行Z方向的静载荷加载；所述的X、Y向千斤顶与Z向加载反力体系共同形成用以对试件进行三向加载的静载荷加载机构；所述的动载传力活塞的另一端与位于动载腔筒体内的动载腔传力板相连接；所述的动载腔筒体为两端开口的筒体结构；所述动载腔筒体的下端由动载腔底板封闭；所述的动载腔底板通过上支撑柱支撑在所述静载承载环的上端面；所述的动载腔筒体内设置有爆炸源；所述的爆炸源通过爆炸源引火线悬挂在动载腔传力板的正上方；所述动载腔筒体的上端与动载腔上盖连接；所述的动载腔上盖、动载腔底板与动载腔筒体共同形成一爆炸腔，爆炸腔内充填介质，介质中的爆炸作用通过动载腔传力板和动载传力活塞的传递，最终加载在试件上，形成试件的爆炸动荷载；所述静载加载板连接在X、Y向千斤顶的前端，X、Y向千斤顶出力后，端部通过静载加载板顶紧在试件侧面，所述的X、Y向千斤顶底部均布固定在静载承载环上，静载承载环、千斤顶、静载加载板和试件构成X、Y向的静荷载加载体系；所述Z向千斤顶的顶端与Z向定位板连接，所述Z向定位板托顶试件底部，所述的Z向千斤顶底部固定在底座上，所述底座依次与下支撑柱、静载承载环、上支撑柱、动载腔底板、动载传力活塞连接，所述的动载传力活塞向下顶在试件顶部；Z向千斤顶出力后，与Z向定位板、试件以及底座、下支撑柱、静载承载环、上支撑柱、动载腔底板、动载传力活塞共同构成Z向的静荷载加载体系。

2.如权利要求1所述的一种动静组合加载的试验装置，其特征在于：对应所述的试件设置有用以对其进行支撑的Z向定位板；所述的Z向定位板有用以对其进行限位的导向杆；所述的导向杆为均匀分布的多根，所述导向杆的一端与Z向定位板连接，另一端与固定在底座上的导向杆支架连接，避免Z向定位板在Z向千斤顶顶升过程中可能发生的转动对试件受力状态的影响。

3.如权利要求1所述的一种动静组合加载的试验装置，其特征在于：所述的动载腔传力板与动载传力活塞连接，动载腔传力板在爆炸腔内受到爆炸荷载作用，通过动载传力活塞将爆炸荷载加载到试件上；动载腔底板与动载腔传力板之间具有间隙，间隙中填充软材料。

4.如权利要求1所述的一种动静组合加载的试验装置，其特征在于：所述的上支撑柱为沿圆周均布的多根，所述上支撑柱上端与动载腔底板固联，所述上支撑柱下端与静载承载环通过法兰形成可拆卸连接。

5.如权利要求1所述的一种动静组合加载的试验装置，其特征在于：所述的底座通过地脚螺栓锚固在地面上，防止装置在试验过程中移动、倾覆。

6.利用权利要求1-5任一所述一种动静组合加载的试验装置进行试验的方法为：

①整理试验现场，检查装置组件并确认各组件能否在工作状态，做好试验准备工作，准备试验材料，使用试件模具制作试件；

②从上支撑柱法兰连接处将装置分成两部分；对于下半部分，将试件放置在Z向定位板上，试件基本在X、Y向千斤顶端部静载加载板之间；对于上半部分，在动载腔底板与动载腔传力板之间的间隙中设置软材料填充，然后在爆炸腔内填充模拟岩土介质材料，如果是空气中爆炸的试验情况则不需要填充介质；上、下两半部分的介质填充和试件放置完成后，再将两部分连接起来；

③启动Z向千斤顶，顶起试件上移，直至试件上端与动载传力活塞端部接触，然后继续上顶，进行预加载，通过Z向千斤顶油压控制加载范围；

④分别启动X、Y向千斤顶，直至对应的静载加载板与试件侧面接触，继续加压，进行预加载，通过X、Y向千斤顶油压控制加载范围；

⑤根据实验要求启动X、Y、Z向千斤顶，对试件进行三向静载加载，到位后稳压，等待爆炸实验；如果不等待爆炸实验，则可实现三向加载实验的状态；

⑥根据设计计算爆炸参数，在爆炸腔内充填的介质中钻孔装药，或者在空爆情况下直接装药，做好安全措施，按照爆炸规程进行实验；这样，爆炸加载与三向加载共同作用，实现了对试件的动、静组合加载；

⑦爆炸实验结束后确保安全，退回静载系统，观察实验现象；

⑧再上支撑柱处拆解试验装置，重新准备试件和介质材料，准备下次实验。