[实用新型]SC-CO2

说明书

本实用新型提供一种SC‑CO₂相变预制结构面混凝土单孔爆破试验装置，包括试验箱、混凝土试件、加压装置、CO₂相变致裂系统、超动态应变系统、数字图像处理系统以及高速数字相机；试验箱具有容纳混凝土试件的空间，混凝土试件中部钻有爆破孔，加压装置对混凝土试件进行加压，CO₂相变致裂系统的泄能头伸入爆破孔内，超动态应变系统获取裂纹的开裂应变，高速数字相机记录裂纹起裂、扩展、贯通的整个过程，数字图像处理系统分析运动裂纹的位移场和应变场变化特征以及裂纹扩展过程。本实用新型提出的技术方案的有益效果是：可获得混凝土试件裂纹扩展行为及运动裂纹的位移场和应变场变化特征，揭示SC‑CO₂相变气‑动作用下预制结构面混凝土裂纹扩展规律。

技术领域

本实用新型涉及爆破工程技术领域，尤其涉及一种SC-CO₂相变预制结构面混凝土单孔爆破试验装置。

背景技术

炸药爆破作为高效的开挖破岩手段，广泛应用于世界各国工程建设领域中。但是，炸药爆炸因其复杂的物理化学过程、瞬间释放大量能量等特点，存在着爆破能量不可控、安全隐患高等一系列问题。SC-CO₂相变致裂技术作为一种物理爆破技术，产物为无害、阻燃气体，且作用过程无火花，其安全环保性远优于传统炸药爆破，且其破岩效率远远高于静态破碎、水压致裂。在当前岩土工程领域中，SC-CO₂相变致裂技术应用前景极为广泛。

SC-CO₂相变致裂技术是利用管内液态二氧化碳在活化剂作用下受热气化膨胀，使管内压力不断增大，当达到剪切片泄放压力时，剪切片瞬间被剪破，二氧化碳迅速转化为气态在泄能头出气孔处释放，使炮孔周围的煤 (岩)体致裂。目前，对于SC-CO₂相变致裂技术的研究多集中在工程应用方面，针对SC-CO₂相变气-动作用下的理论研究和试验研究还有大量工作亟待展开。

基于此，本实用新型针对SC-CO₂相变气-动作用下受软弱结构面控制的岩体爆破工程，以相似材料为研究对象，开展SC-CO₂相变气-动作用下预制结构面混凝土单孔爆破试验研究，揭示SC-CO₂相变气-动作用下预制结构面混凝土裂纹扩展规律。研究成果对于提高SC-CO₂相变荷载能量利用率和破岩效率，指导SC-CO₂相变致裂技术的发展具有重要的实际意义和工程应用价值；对于丰富高压气体爆破理论体系，指导SC-CO₂致裂技术规范及工法编制，具有重要的理论意义。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种SC-CO₂相变预制结构面混凝土单孔爆破试验装置，旨在获得SC-CO₂相变气-动作用下预制结构面混凝土裂纹扩展行为及运动裂纹的位移场和应变场变化特征，揭示SC-CO₂相变气-动作用下预制结构面混凝土裂纹扩展规律。

本实用新型的实施例提供一种SC-CO₂相变预制结构面混凝土单孔爆破试验装置，包括试验箱、混凝土试件、CO₂相变致裂器、箔式电阻应变片、高速数字相机、加压装置、数字图像处理系统以及超动态应变测试系统；

所述试验箱具有容纳所述混凝土试件的空间，所述混凝土试件中部钻有爆破孔，顶面设有多个散斑，所述试验箱顶部呈透明设置，贯穿设有与所述爆破孔相对的穿孔，所述加压装置用于对所述混凝土试件进行加压，所述CO₂相变致裂器的泄能头穿过所述穿孔伸入所述爆破孔内；