专利摘要

本实用新型公开了一种适用于结构动载抗力和生物毁伤试验的激波坑道试验装置激波坑道试验装置，其采用钢筋混凝土矩形筒状结构，并在内部形成坑道，该激波坑道试验装置包括：平面冲击波形成段，其包括设置于激波坑道试验装置一端的头部，头部用于接收炸药爆炸产生的爆炸冲击波，其中，平面冲击波形成段的长度为30m；尾部段，其设置于激波坑道试验装置另一端，尾部段为爆炸冲击波的流出段；以及试验段，其位于平面冲击波形成段与尾部段之间；试验段的尾部竖直开设有两个卡槽，两个卡槽间隔设置，两个卡槽通过吊装混凝土预制试验构件或直接吊装活动混凝土预制框。本实用新型的激波坑道试验装置结构简单，造价相对较低，并能满足多种试验要求。

权利要求

1.一种适用于结构动载抗力和生物毁伤试验的激波坑道试验装置，其特征在于：其采用钢筋混凝土矩形筒状结构，所述矩形筒状结构的两端不封闭，所述矩形筒状结构由顶板、两个侧板和底板构成，并在所述矩形筒状结构的内部形成坑道，所述激波坑道试验装置包括：

平面冲击波形成段，其包括设置于所述激波坑道试验装置一端的头部，所述头部用于接收炸药爆炸产生的爆炸冲击波，其中，所述炸药采用外部爆炸加载的方式，并且所述平面冲击波形成段的长度为30m，所述平面冲击波形成段的头部的两个侧板的厚度大于所述平面冲击波形成段的其余部分的两个侧板的厚度；

尾部段，其设置于所述激波坑道试验装置另一端，所述尾部段为爆炸冲击波的流出段；以及

试验段，其位于所述平面冲击波形成段与所述尾部段之间，当爆炸冲击波到达所述试验段时已形成稳定的平面冲击波；

其中，所述试验段的尾部竖直开设有两个卡槽，两个所述卡槽间隔设置，并且所述卡槽的深度贯穿所述试验段的顶板和底板，两个所述卡槽通过吊装混凝土预制试验构件或直接吊装活动混凝土预制框，以进行多种结构动载抗力试验或生物毁伤试验。

2.根据权利要求1所述的激波坑道试验装置，其特征在于：所述试验段、尾部段的两个侧板的厚度与所述平面冲击波形成段的其余部分的两个侧板的厚度相一致，其中，所述平面冲击波形成段的头部的两个侧板的厚度均为1m，所述平面冲击波形成段的其余部分的两个侧板的厚度均为0.8m。

3.根据权利要求2所述的激波坑道试验装置，其特征在于：两个所述卡槽的宽度相等，且所述混凝土预制试验构件的厚度小于所述卡槽的宽度，所述混凝土预制试验构件为通过浇筑在活动混凝土预制框上安装地下人防工程防护门、建筑砖墙、试验板构件，用于进行结构动载抗力试验。

4.根据权利要求3所述的激波坑道试验装置，其特征在于：所述活动混凝土预制框的厚度小于所述卡槽的宽度相等，所述活动混凝土预制框为中空结构，所述活动混凝土预制框的外框横截面尺寸等于所述激波坑道试验装置的横截面尺寸，所述活动混凝土预制框的内框横截面尺寸等于所述坑道的横截面尺寸，当所述混凝土预制试验构件或活动混凝土预制框竖直插入到所述卡槽中时，所述卡槽两侧与所述混凝土预制试验构件或活动混凝土预制框之间各留有2cm的空隙，其中，当两个所述卡槽内均吊装所述活动混凝土预制框时，用于进行冲击波生物损伤试验。

5.根据权利要求4所述的激波坑道试验装置，其特征在于：所述激波坑道试验装置的总长度为50m，所述激波坑道试验装置的高度为3.8m，其中，所述头部的长度为6m，所述试验段的长度为13.15m，所述尾部段的长度为6.85m，所述卡槽的宽度为0.8m，两个所述卡槽之间的试验段的长度为1.85m，所述底板的厚度大于所述顶板的厚度，其中，所述底板的厚度为1m，所述顶板的厚度为0.4m，所述坑道的宽度为2m，所述坑道的高度为2.4m。

6.根据权利要求5所述的激波坑道试验装置，其特征在于：两个所述卡槽之间的试验段对称地设置有四根支撑柱，所述支撑柱的两端分别与两个所述卡槽之间的试验段的顶板和底板固定连接。

7.根据权利要求5所述的激波坑道试验装置，其特征在于：所述顶板和两个侧板内埋设有多个压力传感器，以监测不同位置的冲击压力情况，其中，两侧板距所述底板高度1.7m和1.9m处沿所述坑道的长度方向设置多个压力测点，多个压力测点布置在坑道内侧，其中，所述侧板的第一个压力测点距所述头部的入口端12m，并且沿所述坑道的长度方向每隔5m布置一个压力测点。

8.根据权利要求7所述的激波坑道试验装置，其特征在于：所述顶板的压力测点布置在所述顶板的内侧中轴线上，所述顶板的第一个压力测点距所述头部的入口端12m，并且沿所述坑道的长度方向每隔2m布置一个压力测点。

说明书

技术领域

本实用新型涉及激波管技术领域，具体涉及一种适用于结构动载抗力和生物毁伤试验的激波坑道试验装置。

背景技术

激波管技术的发展与应用已有百余年的历史，广泛应用于武器爆炸效应、空气动力学、航空声学等领域，近来，又开始在气体激光、环境科学和能源科学的研究中发挥作用，并产生了诸如激波风洞等多种新型试验装置。激波管通常是一根两端封闭的柱形长管，由高压气室和低压气室二部分组成，其间用隔膜隔开。高压加载式激波管一般情况下是在高压气室充以几个气压至几十个气压的纯氢或氦，在低压气室则充以几个毫米汞柱或几十个毫米汞柱的被研究气体。由于隔膜的两方气压悬殊很大，当高压气室中的气体压强上升至某一隐界值时，隔膜就自然爆发式破裂或者采用人工方法，使隔膜在预定的气压下破裂。隔膜破裂致使高压气室中的气体迅速冲向低压气室，推动低压气室中的被研究气体向前运动，形成在被研究气体中传播的正激波。炸药内爆加载式激波管则是使烈性炸药在高压室爆炸，产生强激波，并由激波所形成的高压、高温气体将高压室与低压室之间的膜片击破，从而在低压室中形成更高马赫数的正激波。

现有技术的激波管装置大都采用金属材料，由于造价限制，激波管的直径一般都较小，对于一些较大的试验构件，难以满足试验要求。同时，现有的激波管技术大都采用高压气体加载，少部分采用小药量炸药内爆加载，产生的平面波峰值大都在1MP以下，很难获得高压力平面波，无法满足某些高压力波试验的要求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于结构动载抗力和生物毁伤试验的激波坑道试验装置，其能够解决现有技术的上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种适用于结构动载抗力和生物毁伤试验的激波坑道试验装置，其采用钢筋混凝土矩形筒状结构，矩形筒状结构的两端不封闭，矩形筒状结构由顶板、两个侧板和底板构成，并在矩形筒状结构的内部形成坑道，该激波坑道试验装置包括：平面冲击波形成段，其包括设置于激波坑道试验装置一端的头部，头部用于接收炸药爆炸产生的爆炸冲击波，其中，炸药采用外部爆炸加载的方式，并且平面冲击波形成段的长度为30m，平面冲击波形成段的头部的两个侧板的厚度大于平面冲击波形成段的其余部分的两个侧板的厚度；尾部段，其设置于激波坑道试验装置另一端，尾部段为爆炸冲击波的流出段；以及试验段，其位于平面冲击波形成段与尾部段之间，当爆炸冲击波到达试验段时已形成稳定的平面冲击波；其中，试验段的尾部竖直开设有两个卡槽，两个卡槽间隔设置，并且卡槽的深度贯穿试验段的顶板和底板，两个卡槽通过吊装混凝土预制试验构件或直接吊装活动混凝土预制框，以进行多种结构动载抗力试验或生物毁伤试验。

在一优选实施方式中，试验段、尾部段的两个侧板的厚度与平面冲击波形成段的其余部分的两个侧板的厚度相一致，其中，平面冲击波形成段的头部的两个侧板的厚度均为1m，平面冲击波形成段的其余部分的两个侧板的厚度均为0.8m。

在一优选实施方式中，两个卡槽的宽度相等，且混凝土预制试验构件的厚度小于卡槽的宽度，混凝土预制试验构件为通过浇筑在活动混凝土预制框上安装地下人防工程防护门、建筑砖墙、试验板构件，用于进行结构动载抗力试验。

在一优选实施方式中，活动混凝土预制框的厚度小于卡槽的宽度相等，活动混凝土预制框为中空结构，活动混凝土预制框的外框横截面尺寸等于激波坑道试验装置的横截面尺寸，活动混凝土预制框的内框横截面尺寸等于坑道的横截面尺寸，当混凝土预制试验构件或活动混凝土预制框竖直插入到卡槽中时，卡槽两侧与混凝土预制试验构件或活动混凝土预制框之间各留有2cm的空隙，其中，当两个卡槽内均吊装活动混凝土预制框时，用于进行冲击波生物损伤试验。

在一优选实施方式中，激波坑道试验装置的总长度为50m，激波坑道试验装置的高度为3.8m，其中，头部的长度为6m，试验段的长度为13.15m，尾部段的长度为6.85m，卡槽的宽度为0.8m，两个卡槽之间的试验段的长度为1.85m，底板的厚度大于顶板的厚度，其中，底板的厚度为1m，顶板的厚度为0.4m，坑道的宽度为2m，坑道的高度为2.4m。

在一优选实施方式中，两个卡槽之间的试验段对称地设置有四根支撑柱，支撑柱的两端分别与两个卡槽之间的试验段的顶板和底板固定连接。

在一优选实施方式中，顶板和两个侧板内埋设有多个压力传感器，以监测不同位置的冲击压力情况，其中，两侧板距底板高度1.7m和1.9m处沿坑道的长度方向设置多个压力测点，多个压力测点布置在坑道内侧，其中，侧板的第一个压力测点距头部的入口端12m，并且沿坑道的长度方向每隔5m布置一个压力测点。

在一优选实施方式中，顶板的压力测点布置在顶板的内侧中轴线上，顶板的第一个压力测点距头部的入口端12m，并且沿坑道的长度方向每隔2m布置一个压力测点。

与现有技术相比，本实用新型的适用于结构动载抗力和生物毁伤试验的激波坑道试验装置及试验方法的有益效果如下：本实用新型激波坑道试验装置结构简单，为钢筋混凝土筒状结构，且结构尺寸较大且造价相对较低，对于一些较大型试验构件，可进行原型试验；通过设计平面冲击波形成段、试验段、尾部段，并且在试验段设计两个卡槽，可更加灵活的进行多种试验，通过在预制混凝土框上安装试验构件、建筑砌墙、新材料板构件等，可进行结构动载抗力试验，直接吊装预制混凝土框则可在试验段内部放置生物样本，进行冲击波生物损伤研究，这是现有激波管技术无法做到的。此外，激波坑道采用炸药外部爆炸加载，由于钢筋混凝土结构尺寸较大，结构抗力较强，可以产生更大压力的平面冲击波，为验证试验技术可行性。

附图说明

图1为本实用新型的优选实施方式的激波坑道试验装置的立体结构示意图。

图2为本实用新型的优选实施方式的激波坑道试验装置的主视图。

图3为本实用新型的优选实施方式的激波坑道试验装置的俯视图。

图4为本实用新型的优选实施方式的激波坑道试验装置的左视图。

主要附图标记说明：

1-平面冲击波形成段，11-头部，2-试验段，3-尾部段，4-卡槽，5-活动混凝土预制框，6-支撑柱,101-顶板，102-侧板，103-顶板，104-坑道。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

实施例1

如图1所示，根据本实用新型优选实施方式的适用于结构动载抗力和生物毁伤试验的激波坑道试验装置采用钢筋混凝土矩形筒状结构，矩形筒状结构的两端不封闭，矩形筒状结构由顶板101、两个侧板102和底板103构成，并在矩形筒状结构的内部形成坑道104，激波坑道试验装置包括：平面冲击波形成段1，其包括设置于激波坑道试验装置一端的头部11，头部11用于接收炸药爆炸产生的爆炸冲击波，其中炸药采用外部爆炸加载的方式。其中，平面冲击波形成段1的长度为30m，并且平面冲击波形成段1的头部11的两个侧板102进行加厚处理，以防止爆炸形成的初始大压力冲击波造成头部的损毁。头部11的两个侧板102的厚度大于平面冲击波形成段1的其余部分的两个侧板102的厚度。尾部段3设置于激波坑道试验装置另一端，尾部段3为爆炸冲击波的流出段，并且尾部段3的长度大于头部11的长度。试验段2位于平面冲击波形成段1与尾部段3之间，当爆炸冲击波到达试验段2时已形成稳定的平面冲击波。其中，试验段2的尾部竖直开设有两个卡槽4，两个卡槽4间隔设置，并且卡槽4的深度贯穿试验段的顶板101和底板103，两个卡槽4通过吊装混凝土预制试验构件或直接吊装活动混凝土预制框5，以进行多种结构动载抗力试验或生物毁伤试验。

在一优选实施方式中，试验段2、尾部段3的两个侧板102的厚度与平面冲击波形成段1的其余部分的两个侧板102的厚度相一致。其中，平面冲击波形成段1的头部11的两个侧板102的厚度均为1m，平面冲击波形成段1的其余部分的两个侧板102的厚度均为0.8m。

在一优选实施方式中，两个卡槽4的宽度相等，且混凝土预制试验构件的厚度略小于卡槽4的宽度，混凝土预制试验构件为通过浇筑在活动混凝土预制框5上安装地下人防工程防护门、建筑砖墙、试验板构件，用于进行结构动载抗力试验。

实施例2

在一优选实施方式中，活动混凝土预制框5的厚度略小于卡槽4的宽度相等，活动混凝土预制框5为中空结构，活动混凝土预制框5的外框横截面尺寸等于激波坑道试验装置的横截面尺寸，活动混凝土预制框5的内框横截面尺寸等于坑道104的横截面尺寸。当混凝土预制试验构件或活动混凝土预制框5竖直插入到卡槽4中时，卡槽4两侧与混凝土预制试验构件或活动混凝土预制框5之间各留有2cm的空隙，以防止装吊困难。其中，当两个卡槽4内均吊装活动混凝土预制框5时，用于进行冲击波生物损伤试验。需要说明的是，无论进行何种构件的试验，两个卡槽4处都必须同时放置预制构件框，并在缝隙处覆盖一定厚度的沙土，以形成完整冲击波传播通道，才可进行试验。

在一优选实施方式中，激波坑道试验装置的总长度为50m，激波坑道试验装置的高度为3.8m，其中，头部11的长度为6m，试验段2的长度为13.15m，尾部段3的长度为6.85m，卡槽4的宽度为0.8m，两个卡槽4之间的试验段的长度为1.85m，底板103的厚度大于顶板101的厚度，其中，底板103的厚度为1m，顶板101的厚度为0.4m，坑道104的宽度为2m，坑道104的高度为2.4m。活动混凝土预制框5的框体厚度为0.76m。

在一优选实施方式中，由于在试验段的两个卡槽4之间的混凝土框体长度较短，自重相对较轻，因此在两个卡槽4之间的试验段对称地设置有四根支撑柱6，以防止试验过程中此段结构发生位移。支撑柱6的两端分别与两个卡槽4之间的试验段2的顶板101和底板103固定连接。

在一优选实施方式中，顶板101和两个侧板102内埋设有多个压力传感器，以监测不同位置的冲击压力情况。其中，两侧板102距底板103高度1.7m和1.9m处沿坑道104的长度方向设置多个压力测点，多个压力测点布置在坑道104内侧。其中，侧板102的第一个压力测点距头部11的入口端12m，并且沿坑道104的长度方向每隔5m布置一个压力测点。顶板101的压力测点布置在顶板101的内侧中轴线上，顶板101的第一个压力测点距头部11的入口端12m，并且沿坑道104的长度方向每隔2m布置一个压力测点。每个压力测点在结构混凝土中预先埋设压力传感器预埋件，根据不同测点的压力情况在预埋件上安装不同大小的压力传感器，即可监测不同测点的压力变化情况。

本实用新型的适用于结构动载抗力和生物毁伤试验的激波坑道试验装置结构采用炸药外爆加载，工作时，炸药起爆后产生的高压力爆炸冲击波从头部进入坑道，坑道内不同范围冲击波传播具有以下特征：

（1）在距离头部入口端0—10米范围为不规则反射段，冲击波在壁面来回反射尚未形成平面波；

（2）在距离头部入口端10—12米范围为平面波波阵面形成段，冲击波开始形成平面波波阵面传播，但这个范围的平面波波阵面上的高压力仍在壁面上来回反射，压力分布非常不均匀；

（3）在距离头部入口端12—30米范围为平面波波阵面压力均匀段，平面波向前传播过程中，高压力通过在侧壁面多次反射，波阵面各点压力开始趋于一致；

（4）在距离头部入口端30—42米范围为试验段，在该段，冲击波发展为满足试验要求的压力均匀的稳定平面波，可放置效应物开展试验；

（5）在距离头部入口端42—50米范围为冲击波流出段，在该段，冲击波受尾部流出的影响，传播过程中正压时间和压力冲量开始显著减小，传播距离越大其减小幅值也越大。

实施例3

采用本实用新型的适用于结构动载抗力和生物毁伤试验的激波坑道试验装置进行试验的方法包括如下步骤：将炸药放置在距离上述激波坑道试验装置的平面冲击波形成段1的头部11外侧的一定距离处；在激波坑道试验装置的试验段2的尾部的两个卡槽4中吊装混凝土预制试验构件或直接吊装活动混凝土预制框5，并在坑道顶板101和两个侧板102内埋设多个压力传感器；引爆炸药，炸药起爆后产生的高压力爆炸冲击波从头部11进入坑道104中，在平面冲击波形成段1的其余部分的坑道侧壁进行多次反射并向前传播；当爆炸冲击波运动到坑道30m处并形成稳定的平面冲击波时，进入试验段；在试验段2爆炸冲击波发展为满足试验要求的平面冲击波，并在试验段2进行结构动载抗力试验或生物毁伤试验；爆炸冲击波传过试验段2，进入激波坑道试验装置的尾部段3，爆炸冲击波全部流出，工作结束；吊出卡槽中的混凝土预制试验构件或活动混凝土预制构件5，观测试验构件的毁伤情况，并通过压力传感器监测爆炸冲击波在坑道内传播时各个点位的压力情况。

在一优选实施方式中，通过在距离头部较近的第一个卡槽放置试验结构的混凝土预制构件，在距离头部较远的第二个卡槽放置活动混凝土预制框，进行单道结构试验；通过在第一个卡槽和第二个卡槽均放置试验结构的混凝土预制构件，进行双道结构试验；通过在两个卡槽处均放置活动混凝土预制框，在试验段放置生物样本，进行冲击波生物损伤试验。其中，试验结构包括防护门构件、建筑砖墙、材料板构件，并且其中，防护门构件沿着与活动混凝土预制框截面平行的方向放置于活动混凝土预制框内的中间位置，并将防护门构件与活动混凝土预制框框体的空隙浇筑混凝土，将防护门构件固定并安装在活动混凝土预制框上，并形成一个整体的防护门混凝土预制构件，活动混凝土预制框内砌筑建筑砖墙、浇筑安装材料板构件，制作成不同的试验混凝土预制构件，以进行不同结构的抗力和毁伤试验。

在一优选实施方式中，还包括如下步骤：在试验段卡槽处，浇筑与坑道截面尺寸相同的活动混凝土预制框，并在活动混凝土预制框上浇筑、安装需要进行试验的构件，安装完成后，将试验混凝土预制构件吊入卡槽，并在卡槽与试验混凝土预制构件的连接缝隙处覆一定厚度的土，以防止试验过程中的爆炸冲击波在缝隙处流出，影响平面冲激波的传播及压力峰值的大小，试验结束后，更换卡槽处的试验混凝土预制构件，以进行其他试验。试验后吊出卡槽混凝土预制构件，可观测到试验构件的毁伤情况，坑道顶板和侧墙埋设的压力传感器可监测冲击波在坑道内传播时各个点位的压力情况，通过改变炸药的药量以及距坑道头部的距离，可改变冲击波峰值压力的大小，以满足各种试验的要求。

实施例4

为验证试验技术可行性，利用本实用新型的激波坑道试验装置的坑道104开展了某防护门（宽1.3m，高2m）的毁伤试验，根据设计，测得激波坑道内40m处入射平面波峰值压力可达到3Mpa，结构反射峰值压力可达到20Mpa。由此，本实用新型提出的激波坑道可提供更大的平面冲击波峰值压力选择范围，满足更多的试验要求。最后，激波坑道的试验段的卡槽设计，可更加灵活的进行多种试验，通过在预制混凝土框上安装试验构件、建筑砌墙、新材料板构件等，可进行结构动载抗力试验。直接吊装活动预制混凝土框则可在试验段内部放置生物样本，进行冲击波生物损伤研究等，这是现有激波管技术无法做到的。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

适用于结构动载抗力和生物毁伤试验的激波坑道试验装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。