[发明专利]一种高能微波近场聚焦碎裂冻土装置及方法

说明书

本发明提供了一种高能微波近场聚焦碎裂冻土装置，包括微波辐射器；所述微波辐射器通过多级波导可转动安装在立柱上，立柱固定在底盘上，有微波源固定于底盘并微波传输连接于微波辐射器。本发明还提供一种高能微波近场聚焦碎裂冻土的方法，采用可上下移动且方向朝下的定向微波辐射器，进行冻土解冻和击碎，应用于对永久性冻土进行碎裂。本发明能量利用率高，碎裂速度快、耗时短，便于快速移动，操作简单，具有快速、安全、可靠性高、人工干预少的特点。

技术领域

本发明涉及一种高能微波近场聚焦碎裂冻土装置及方法，属于冻土碎裂领域。

背景技术

冻土是一种在零下温度时，土体中的水分转化为结晶(结冰)，该结晶胶结成固体颗粒，使土质的硬度加大后的一种土体，由于土体的物理、化学、力学性质发生了一定的复杂变化，土体的粘塑性和强韧性加强，这种特殊属性决定了冻土粘聚性要比非冻土的强度大。

我国的多年冻土占中国国土面积的22.3％，季节性冻土占国土面积52.7％，位居世界第三，主要分布在高海拔的青藏高原地区与高纬度的东北地区，这些地区处于严寒地带，其气候原因形成了永久性的冻土。由于冻土内冰结构与土之间易形成高强度界面，使其机械性能表现为硬脆特性，极难被破坏，已成为高寒地带工事施工经年未解决的瓶颈难题。传统的工事施工手段(如钻孔、挖壕等装备)及蒸汽和红外碎裂方法，具有碎裂深度较浅、碎裂速度慢、碎裂时间较长、碎裂耗能较高、能量利用率较低的特点，在面对多年冻土的硬脆特性时均无法满足野战部队作战的要求，高寒地带的工事施工亟需新的冻土解构理论和方法来牵引和支撑。以往研究表明，冻土的性质很大程度上受到内部冰与土之间界面结合力的影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高能微波近场聚焦碎裂冻土装置，该高能微波近场聚焦碎裂冻土装置可高效、快速进行冻土碎裂。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种高能微波近场聚焦碎裂冻土装置，包括微波辐射器；所述微波辐射器通过多级波导可转动安装在立柱上，立柱固定在底盘上，有微波源固定于底盘并微波传输连接于微波辐射器。

所述多级波导为两级，分别为相互可转动连接的右传输波导和左传输波导。

所述立柱垂直于底盘固定。

所述微波辐射器吊装于多级波导端部并在重力作用下垂直朝下。

所述微波辐射器位于底盘后方，底盘为货车底盘。

有短液压缸端部可转动固定在右传输波导上，短液压缸另一端安装在立柱上。

有长液压缸端部可转动固定在左传输波导上，长液压缸另一端安装在立柱上。

所述立柱底部装有旋转盘。

所述微波源上装有冷却系统。

本发明还提供一种高能微波近场聚焦碎裂冻土的方法，采用可上下移动且方向朝下的定向微波辐射器，进行冻土解冻和击碎，应用于对永久性冻土进行碎裂。

本发明的有益效果在于：能量利用率高，碎裂速度快、耗时短，便于快速移动，操作简单，具有快速、安全、可靠性高、人工干预少的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1另一视角的结构示意图；

图3是本发明的工作原理示意图。

图中：1-底盘，2-微波源，3-立柱，4-右传输波导，5-左传输波导，6-短液压缸，7-长液压缸，8-微波辐射器，9-旋转盘，10-冷却系统，11-销轴，12-电源，13-磁控管，14-波导，15-可升降旋转装置。

具体实施方式