CN206418618U - 一种具有软回填层的防护工程抗爆减震三层复合结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有软回填层的防护工程抗爆减震三层复合结构，为直墙拱顶结构，由外到内依次由外锚固层（5）、软回填层（3）、支撑结构层（4）构成；外锚固层（5）由一定厚度的钢纤维混凝土或混凝土喷网层（2）通过锚杆（1）或屈服锚杆锚固于围岩，并与围岩形成整体；软回填层设置在外锚固层（5）和支撑结构层（4）之间，选用与围岩、混凝土波阻抗不匹配程度较大、压缩变形大、又有一定减震能力的泡沫混凝土充填。这种复合结构既可应用于工程主体，也可应用于口部，具有较强的抗地震破坏、抗侵彻爆炸及抗爆炸震动能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及防护结构领域，特别涉及一种具有软回填层的防护工程抗爆减震三层复合结构。
背景技术
近二十年来，世界军事强国的武器装备不断更新换代，在命中精度、侵彻深度、爆炸威力等方面都有很大提高，对地下防护工程构成了严重威胁。大量试验研究表明，合理的混凝土类工程复合结构可以有效衰减爆炸冲击压力，降低爆炸震动能量，提高工程结构抗力，保证工程内部人员和设备安全。但随着近年来外军大当量常规钻地武器和钻地核武器的迅猛发展，目前常见的钢筋混凝土防护结构的抗力很难达到防护要求。为了应对以上威胁，提高工程抗力，迫切需要研制种具有较强抗爆减震能力的工程复合结构。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种具有软回填层的防护工程抗爆减震三层复合结构，用于提高防护工程的抗爆减震能力。具体而言，包括两个方面：一是提高工程的抗地震破坏能力，保证工程结构平时安全；二是提高工程的抗侵彻爆炸及抗爆炸震动能力，提高结构战时的生存概率。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种具有软回填层的防护工程抗爆减震三层复合结构采用直墙圆拱结构形式，由外到内依次由外锚固层、软回填层、支撑结构层组成。外锚固层由一定厚度的钢纤维混凝土或混凝土喷网层通过锚杆或屈服锚杆锚固于围岩，并与围岩形成整体；软回填层设置在外锚固层和支撑结构层之间，选用与围岩、混凝土波阻抗不匹配程度较大、压缩变形大、又有一定减震能力的泡沫混凝土充填；最内层支撑结构层由延性较好、抗爆能力较强的钢板-混凝土或钢筋混凝土组合结构构成。
在上述技术方案中，外锚固层用于加固洞室围岩，改善围岩受力状态。在洞室开挖后，及时用钢纤维混凝土或混凝土喷网层封闭暴露的围岩，使围岩处于有利的三向受力状态，提高围岩的自承能力。在围岩地层中安设注浆锚杆或屈服锚杆，增加围岩的密实度，起到加固围岩的作用，对较破碎的围岩，这一作用尤为明显。使用屈服锚杆加固围岩，可将喷网层与围岩连为共同承载的锚固体，在强冲击荷载下可提供较大位移，使外锚固层不破坏，维持洞室稳定，以岩体的位移动能来消减爆炸力的峰值，降低爆炸威力，提高工程抗力。
软回填层主要用于消耗和吸收爆炸传递的能量，降低传递到支撑结构层的荷载峰值，改善支撑结构层的整体受力形态，防止集中荷载对支撑结构层的冲击破坏。软回填层由泡沫混凝土充填。泡沫混凝土由水泥、水、泡沫制成。制备泡沫的发泡剂母液浓度为10%，按母液中发泡剂体积添加1%体积比例的三乙醇胺，以提高发泡液的发泡能力和泡沫稳定性。泡沫混凝土软回填层厚度对复合结构抗爆减震性能有较大影响，软回填层厚度不宜小于1倍支撑结构层厚度。
支撑结构层由钢板-混凝土或钢筋混凝土组合结构构成。钢板-混凝土组合结构使用了钢板，可以限制衬托混凝土块运动，增大支撑结构层的延性，减少混凝土层裂次数，从而增强结构的防爆炸震塌能力，并具有较好的电磁屏蔽作用。
经1：9缩尺试验、1：2缩尺试验、数值模拟试验验证，本实用新型取得了以下有益技术效果：
1、大幅提高了结构在常规武器和核武器钻地爆条件下的抗爆减震性能。支撑结构表面径向峰值压力比作用在结构外表面处岩石自由场径向峰值压力减小50%～88%，支撑结构径向峰值加速度比作用在结构外表面处岩石自由场径向峰值加速度减小55%～94%。
2、平、战安全兼顾。抗爆减震复合结构既具有较强的抗地震破坏能力，可保证工程结构平时安全，又具有很好的抗侵彻爆炸及抗爆炸震动能力，可提高工程结构战时的生存概率。
3、适用范围广。抗爆减震复合结构既适合于工程口部，也适用于主体结构；既适用于防护工程，也适用于人防工程，以及高地震区的其他地下工程。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中标记：1、锚杆，2、喷网层，3、软回填层，4、支撑结构层，5、外锚固层。
具体实施方式
如图1所示：本实用新型所述的复合结构整体采用直墙圆拱结构形式，由外到内依次由外锚固层5、软回填层3、支撑结构层4构成。外锚固层5由一定厚度的钢纤维混凝土或混凝土喷网层2通过锚杆1或屈服锚杆锚固于围岩，并与围岩形成整体；软回填层设置在外锚固层5和支撑结构层4之间，选用与围岩、混凝土波阻抗不匹配程度较大、压缩变形大、又有一定减震能力的泡沫混凝土充填；最内层支撑结构层4由延性较好、抗爆能力较强的钢板-混凝土或钢筋混凝土组合结构构成。
外锚固层由一定厚度的钢纤维混凝土或混凝土喷网层通过锚杆或屈服锚杆锚固于围岩，并与围岩形成整体。在洞室开挖后，及时用钢纤维混凝土或混凝土喷网层封闭暴露的围岩，使围岩处于有利的三向受力状态，提高围岩的自承能力。在围岩地层中安设注浆锚杆或屈服锚杆，可以增加围岩的密实度，起到加固围岩的作用，由此提高围岩的分类等级，对较破碎的围岩，这一作用尤为明显。
软回填层选用与围岩、混凝土波阻抗不匹配程度较大、压缩变形大、又有一定减震能力的泡沫混凝土充填。软回填层厚度大于一倍支撑结构层厚度。泡沫混凝土由水泥、水、泡沫制成。
支撑结构层由延性较好、抗爆能力较强的钢板-混凝土或钢筋混凝土组合结构构成。混凝土强度等级为C40以上，钢板厚度为3～5mm。
Claims (4)
1.一种具有软回填层的防护工程抗爆减震三层复合结构，其特征是：整体采用直墙圆拱结构形式，由外到内依次由外锚固层（5）、软回填层（3）、支撑结构层（4）构成；外锚固层（5）由钢纤维混凝土或混凝土喷网层（2）通过锚杆（1）或屈服锚杆锚固于围岩，并与围岩形成整体；软回填层（3）设置在外锚固层（5）和支撑结构层（4）之间，软回填层（3）内充填与围岩、混凝土波阻抗不匹配程度较大、压缩变形大、又有一定减震能力的泡沫混凝土。
2.根据权利要求1所述的具有软回填层的防护工程抗爆减震三层复合结构，其特征是：所述的软回填层（3）厚度大于一倍支撑结构层厚度。
3.根据权利要求1所述的具有软回填层的防护工程抗爆减震三层复合结构，其特征是：所述的最内层支撑结构层（4）由延性较好、抗爆能力较强的钢板-混凝土或钢筋混凝土组合结构构成。
4.根据权利要求3所述的具有软回填层的防护工程抗爆减震三层复合结构，其特征是：所述的钢板-混凝土中的钢板厚度为3～5mm。
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2016
- 2016-11-25 CN CN201621269979.3U patent/CN206418618U/zh active Active
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