CN113588463A - 瞬态卸荷动力响应发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种瞬态卸荷动力响应发生装置，包括围压施加装置、岩样、储能装置及引爆装置；围压施加装置，其用于给岩样施加围压；岩样，在其中部设置一贯穿的孔口；储能装置，其固定在所述岩样的孔口中以封闭孔口；以及引爆装置，其设置在所述储能装置上，所述引爆装置能破坏所述储能装置。本发明借助钢化玻璃的高抗压强度及结构产生破坏后会瞬间破碎的特性，利用氢氟酸这类可以腐蚀钢化玻璃的试剂使其结构产生不完整性，破坏其应力结构，“引爆”钢化玻璃，在测试过程中无能量的输入，可以得到岩样对瞬态卸荷的动力反应，为瞬态卸荷现象的观测提供了新思路。

Description

瞬态卸荷动力响应发生装置
技术领域
本发明属于岩体爆破开挖的技术领域，具体涉及一种瞬态卸荷动力响应发生装置。
背景技术
大力开发水电等清洁能源已成为保障国家能源和环境安全的重要方针。如已建成投产的锦屏二级水电站引水隧洞平均埋深1500～2000m，最大埋深2521m，实测最大地 应力值超过70MPa；规划中的雅鲁藏布江大拐弯处的墨脱水电站引水隧洞，最大埋深 可达4000m，仅自重应力就可达到100MPa左右。大埋深往往导致岩体存有较高的地应 力和应变能，对于高地应力下的爆破开挖，围岩受到来自于爆破荷载和地应力瞬态卸 荷两部分的扰动，剧烈的扰动将诱发围岩产生损伤、岩爆、微震等现象，这些现象本 质上是由能量释放所导致。开挖诱发围岩的瞬态卸荷及能量瞬态调整过程的研究对高 应力岩体开挖扰动及围岩稳定性评价具有重要意义。因此，如何通过室内试验观测岩 体开挖瞬态卸荷现象是目前急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种瞬态卸荷动力响应发生装置，该装置借助钢化玻璃的高抗压强度及结构产生破坏后会瞬间破碎的特性，得到岩 样对瞬态卸荷的动力反应，为瞬态卸荷现象的观测提供了新思路。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种瞬态卸荷动力响应发生装置，其特征在于，包括围压施加装置、岩样、储能 装置及引爆装置；
围压施加装置，其用于给岩样施加围压；
岩样，在其中部设置一贯穿的孔口；
储能装置，其固定在所述岩样的孔口中以封闭孔口；
以及引爆装置，其设置在所述储能装置上，所述引爆装置能破坏所述储能装置；
将装有储能装置的岩样放置在围压施加装置中，围压施加装置对岩样施加围压，加载至一定压力后保持围压，在储能装置上放上引爆装置且保证引爆装置与岩样不接 触，等待所述引爆装置破坏所述储能装置，待储能装置爆裂后即获取岩样的瞬态卸荷 动力响应。
进一步地，所述储能装置为钢化玻璃。
进一步地，引爆装置包括设置在储能装置上的止挡圈以及放置在止挡圈内且用于腐蚀储能装置的试剂。
进一步地，所述试剂为能腐蚀钢化玻璃的试剂。
进一步地，所述试剂为氢氟酸试剂。
进一步地，所述止挡圈由不与上述试剂反应的材料制成。
进一步地，所述止挡圈由塑胶材料制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明借助钢化玻璃的高抗压强度及结构产生破坏后会瞬间破碎的特性，利用氢氟酸这类可以腐蚀钢化玻璃的试剂使其结构 产生不完整性，破坏其应力结构，“引爆”钢化玻璃，在测试过程中无能量的输入， 可以得到岩样对瞬态卸荷的动力反应，为瞬态卸荷现象的观测提供了新思路。
附图说明
图1为本发明实施例瞬态卸荷动力响应发生装置的俯视图
图2为本发明实施例瞬态卸荷动力响应发生装置的正视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1和图2所示，本发明公开了一种瞬态卸荷动力响应发生装置，包括围压施 加装置、岩样、储能装置以及引爆装置。围压施加装置1可以为岩样施加稳定的围压 即可，与力的施加形式无关，可以为液压机也可以为螺栓结构等。取岩样2，在岩样2 的中心位置上开设一贯穿的孔口。之后在岩样2的孔口中装上储能装置，在本实施例 中，该储能装置可为钢化玻璃3，钢化玻璃3的尺寸与岩样孔口的尺寸相同从而封闭 孔口。其中，岩样孔口的尺寸不限于圆形，亦可根据需要加工成方形或其他形状，只 需加工对应形状的钢化玻璃试样即可。制作好岩样2后，再在钢化玻璃2上设置引爆 装置，具体的，引爆装置包括固定在钢化玻璃上的止挡圈4以及在施加围压时放置在 止挡圈4内且用于腐蚀钢化玻璃3的试剂。其中，止挡圈4由塑胶材料制成，试剂为 氢氟酸试剂，由塑胶材料制成的止挡圈4不与氢氟酸试剂反应，当然止挡圈4也可以 选择别的不易与氢氟酸试剂反应的具有相同功能的材质，止挡圈4的功能在于约束氢 氟酸试剂在钢化玻璃3上的位置，即氢氟酸试剂定点腐蚀钢化玻璃3，氢氟酸试剂可 以与钢化玻璃3产生化学反应进而破坏钢化玻璃3的结构完整性与应力分布；当然， 在别的实施例中，氢氟酸试剂也可以用其他与钢化玻璃反应的试剂替代，从而控制钢 化玻璃的“起爆点”。
在使用本实施例的瞬态卸荷动力响应发生装置时，将装有钢化玻璃3的岩样2放置在围压施加装置1中，围压施加装置1对岩样2施加围压，加载至一定压力后保持 围压，在钢化玻璃上3的止挡圈4中放入氢氟酸试剂，等待反应进行，氢氟酸试剂可 以与钢化玻璃3产生化学反应进而破坏钢化玻璃3的结构完整性与应力分布，待钢化 玻璃3爆裂后即获取岩样的瞬态卸荷动力响应。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换 和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种瞬态卸荷动力响应发生装置，其特征在于，包括围压施加装置、岩样、储能装置及引爆装置；
围压施加装置，其用于给岩样施加围压；
岩样，在其中部设置一贯穿的孔口；
储能装置，其固定在所述岩样的孔口中以封闭孔口；
以及引爆装置，其设置在所述储能装置上，所述引爆装置能破坏所述储能装置；
将装有储能装置的岩样放置在围压施加装置中，围压施加装置对岩样施加围压，加载至一定压力后保持围压，在储能装置上放上引爆装置且保证引爆装置与岩样不接触，等待所述引爆装置破坏所述储能装置，待储能装置爆裂后即获取岩样的瞬态卸荷动力响应。
2.根据权利要求1所述的瞬态卸荷动力响应发生装置，其特征在于，所述储能装置为钢化玻璃。
3.根据权利要求1所述的瞬态卸荷动力响应发生装置，其特征在于，引爆装置包括设置在储能装置上的止挡圈以及放置在止挡圈内且用于腐蚀储能装置的试剂。
4.根据权利要求3所述的瞬态卸荷动力响应发生装置，其特征在于，所述试剂为能腐蚀钢化玻璃的试剂。
5.根据权利要求3所述的瞬态卸荷动力响应发生装置，其特征在于，所述试剂为氢氟酸试剂。
6.根据权利要求1所述的瞬态卸荷动力响应发生装置，其特征在于，所述止挡圈由不与上述试剂反应的材料制成。
7.根据权利要求6所述的瞬态卸荷动力响应发生装置，其特征在于，所述止挡圈由塑胶材料制成。
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白振中 等: "《工程玻璃深加工技术手册》", 30 April 2014, 中国建材工业出版社 *

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