[发明专利]一种用于研究冲击波传播和地下结构动力响应的坑道装置

说明书

一种用于研究冲击波传播和地下结构动力响应的坑道装置，设置于预先挖出的基坑内，坑道装置包括：设置于基坑的坑道地基、设置于所述地基上的爆炸荷载发生段和试验段、可拆卸连接于试验段的测试段衬砌以及设置于坑道装置内的检测系统、设置于丁字口的可移动挡墙、设置于坑道地基之上的效应物安装基座以及移动所需要的轨道。有益效果：可开展直通式、单向式、穿廊式等多种坑道出入口形式内的冲击波传播以及地下坑道结构动力响应试验；可在完全复现人防通道实际出入口形式的条件下，研究防护门在上述通道布局条件下的动力响应特征，并能够实现不同形式坑道内冲击波传播和衬砌结构动力响应的耦合研究。

技术领域：

本发明涉及木工程技术领域，尤其涉及一种用于研究冲击波传播和地下结构动力响应的坑道装置。

背景技术：

隧道、坑道内冲击波传播规律、衬砌结构的动力响应、冲击波对坑道中效应物以及坑道结构的毁伤规律是研究坑道中综合抗爆炸性能和安全问题亟待解决的问题，也是评估事故型爆炸、袭击等所产生强冲击荷载引起地下工程和效应物毁伤的关键问题。

目前，限于坑道装置和试验条件，对于坑道内冲击波传播、坑道结构和坑道内防护设备以及其它效应物（防护设备、装备等）问题都是分开研究的，特别是对于内爆炸条件下坑道布局形式对冲击波传播规律以及毁伤规律的影响研究，尚无相应的试验平台，难以掌握复杂布局形式下坑道内空气冲击波传播、衬砌结构、防护设备及其它效应物的动力响应特征和规律，难以验证理论计算或数值计算方法并进一步指导设计实践，阻碍了对上述问题的研究。

发明内容：

本发明目的在于克服现有试验装置和试验技术的不足，设计并建设了一种可用于研究冲击波传播、地下结构以及地下空间内效应物综合响应特征的试验坑道装置，用于完成约束空间内空气冲击波传播试验、地下坑道结构动力响应试验、隧道防护门或人防门抗爆性能试验和隧道内设备、装置等效应物的动力响应和毁伤特征试验，以此研究爆炸对坑道衬砌结构的毁伤特性，具体由以下技术方案实现：

所述用于研究冲击波传播和地下结构动力响应的坑道装置，设置于预先挖出的基坑内，坑道装置包括：设置于基坑的坑道地基、设置于所述地基上的爆炸荷载发生段、坑道空间内冲击波传播试验段、可拆卸连接于试验段的防护门测试段以及设置于坑道装置内的监测系统。

所述用于研究冲击波传播和地下结构动力响应的坑道装置的进一步设计在于，爆炸荷载发生段的墙壁为由内钢板、钢筋混凝土、外钢板组成的三层结构，内钢板、钢筋混凝土、外钢板通过对拉螺栓实现结合。

所述用于研究冲击波传播和地下结构动力响应的坑道装置的进一步设计在于，所述坑道空间内冲击波传播试验段的内腔为T字形的三通通道，三通通道通过选择性地设置挡墙，进行直通式或单向式或穿廊式的形式的坑道出入口的冲击波传播试验。

所述用于研究冲击波传播和地下结构动力响应的坑道装置的进一步设计在于，所述坑道空间内冲击波传播试验段的墙壁上还设置有用于安装壁面消波试验装置的螺栓孔。

所述用于研究冲击波传播和地下结构动力响应的坑道装置的进一步设计在于，所述防护门测试段包括：安装于防护门测试段中的待测试防护门和用于封堵测试段与试验段间缝隙的连接部，所述连接部为复合层材料，所述复合层材料的内部采用无机速固防火堵料填堵于测试段衬砌与试验段间的缝隙，复合层材料相对坑道装置的外部采用沥青灌注。

所述用于研究冲击波传播和地下结构动力响应的坑道装置的进一步设计在于，所述防护门测试段为可拆卸吊出的混凝土衬砌，混凝土衬砌的主筋上连接有用于起吊测试段衬砌的吊耳；所述待测试防护门通过门框安装于测试段衬砌中部，所述门框按照防护门或人防门施工规范要求浇筑而成，门框上设有压力传感器。

所述用于研究冲击波传播和地下结构动力响应的坑道装置的进一步设计在于，所述监测系统包括：若干布置于测试段衬砌上的应变片、布置于试验段上方的加速度传感器、布置于坑道装置内壁面或底板上的压力测试传感器以及通信连接于所有传感器的工控机。