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1、10申请公布号CN102042787A43申请公布日20110504CN102042787ACN102042787A21申请号201010607069222申请日20101227F42D5/0020060171申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号72发明人王振宇梁旭刘国华蒋建群李富强74专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人周烽54发明名称水下爆破的柔性复合气幕减震防护装置57摘要本发明公开了一种柔性复合气幕减震防护装置，它包括柔性复合气幕、配重和悬挂拉索；其中，柔性复合气幕的上下边各具有若干个吊环，柔性复合气幕的上边通过吊环与悬挂拉索相连，柔性复合气幕。
2、的下边通过吊环与配重相连；所述柔性复合气幕包括气腔、柔性气幕面层、纵向增强纤维帘线、横向增强纤维帘线和气腔侧壁。本发明体现了对水下爆炸冲击采取以柔克刚的思想，由于该装置具有高韧性、大压缩能力、安装便捷等特点，能够显著减轻水下爆破冲击波，对被保护对象起到较好的防护作用。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102042790A1/1页21一种柔性复合气幕减震防护装置，其特征在于，它包括柔性复合气幕（1）、配重（3）和悬挂拉索（4）等；其中，柔性复合气幕（1）的上下边各具有若干个吊环（2），柔性复合气幕（1）的上边通过吊环（2）与悬挂拉索。
3、（4）相连，柔性复合气幕（1）的下边通过吊环（2）与配重（3）相连。2根据权利要求1所述柔性复合气幕减震防护装置，其特征在于，所述柔性复合气幕（1）包括气腔（5）、柔性气幕面层（6）、纵向增强纤维帘线（7）、横向增强纤维帘线（8）和气腔侧壁（9）等；气腔（5）在柔性气幕面层（6）内，纵向增强纤维帘线（7）和横向增强纤维帘线（8）在柔性气幕面层（6）上，气腔侧壁（6）在相邻气腔（5）之间。3根据权利要求1所述柔性复合气幕减震防护装置，其特征在于，所述柔性气幕面层（6）由柔性材料制成。4根据权利要求1所述柔性复合气幕减震防护装置，其特征在于，所述柔性材料为橡胶。5根据权利要求1所述柔性复合气幕减震。
4、防护装置，其特征在于，所述气腔侧壁（6）由橡胶材料制成。权利要求书CN102042787ACN102042790A1/3页3水下爆破的柔性复合气幕减震防护装置技术领域0001本发明涉及工程爆破技术领域，尤其涉及一种水下爆破作用下的柔性复合气幕减震防护装置。背景技术0002水下爆破广泛应用于围堰拆除、港口航道疏浚、水下基础开挖、爆破夯实及软基处理、爆破筑堤、岩塞爆破等领域。与在空气和岩体中的爆破显著不同，水下爆破冲击波超压峰值高、衰减慢、波及范围广，对邻近水中建筑物的破坏效应严重。当前，国内外对陆上爆破震动衰减规律及安全控制标准已有较多的研究和总结，但对水下爆破方面的成果尚比较欠缺。随着工程规模。
5、的扩大以及实施条件的日益复杂，在进行水下爆破施工时，必须充分评价爆破震动影响，采取有效的减震和防护措施。0003水一般被视为不可压缩的连续介质，对冲击波的吸收、衰减作用非常有限，而气体的可压缩性好，是一种理想的水下减震途径。早期的气泡帷幕减震由加拿大的ADOLPH首先提出，并应用于ORTARIO水电站的水下爆破施工减震。其基本思想是通过向水下通入高压气体形成不断上升、浓密的气泡帷幕，冲击波通过气泡帷幕时的动能被转化为受压缩气泡的内能，冲击波压力有所衰减。进一步的研究表明，气泡帷幕对水中冲击波中间震动频率部分的能量有较好的衰减效果，对低频和高频部分的衰减效果并不理想，对于比冲量和比能等积分特性参。
6、量的衰减作用更为有限，这是由于气泡缺乏有效约束，低频冲击下很容易分散溃灭或平动，吸收能量的效果下降。另一方面，在地震工程领域，有学者提出在大坝上游面附设混凝土空腔、钢圆筒等装置，并在混凝土空腔和钢圆筒中储存气体，以形成间断性的气幕，来降低地震情况下坝体上游面的附加动水压力。但是地震动水压力荷载的输入机制与水下爆破冲击有显著的不同。0004综上所述，当进行水下爆破施工时，对于爆源附近的水下建筑物尚没有合适、便捷、高效的水下减震防护装置。发明内容0005本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种水下爆破的柔性复合气幕减震防护装置。0006本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种柔性复合气幕减震防。
7、护装置，其特征在于，它包括柔性复合气幕、配重和悬挂拉索其中，柔性复合气幕的上下边各具有若干个吊环，柔性复合气幕的上边通过吊环与悬挂拉索相连，柔性复合气幕的下边通过吊环与配重相连。0007进一步地，所述柔性复合气幕包括气腔、柔性气幕面层、纵向增强纤维帘线、横向增强纤维帘线和气腔侧壁。气腔在柔性气幕面层内，纵向增强纤维帘线和横向增强纤维帘线在柔性气幕面层上，气腔侧壁在相邻气腔之间。0008本发明的有益效果是本发明水下爆破的柔性复合气幕减震防护装置体现了对水说明书CN102042787ACN102042790A2/3页4下爆炸冲击采取以柔克刚的思想，由于该装置具有高韧性、大压缩能力、安装便捷等特点，。
8、能够显著减轻水下爆破冲击波，对被保护对象起到较好的防护作用。附图说明0009图1为本发明的结构示意图；图2为柔性复合气幕局部剖面图；图中，柔性复合气幕1、吊环2、配重3、悬挂拉索4、气腔5、柔性气幕面层6、纵向增强纤维帘线7、横向增强纤维帘线8、气腔侧壁9。具体实施方式0010水下工程爆破中需要重点保护的对象主要是桥墩、码头、大坝、堤岸等，一般为非接触爆破情况。对于非接触爆破，有条件在爆源与被保护对象之间设置减震防护装置。根据水下爆破冲击波的特点，本发明的减震原理如下（1）柔性复合气幕防护装置具有较大的可压缩性，可以通过防护装置的压缩变形来吸收冲击能量；（2）水下爆破冲击波与防护装置之间存在着。
9、明显的流固耦合相互作用，采用柔性的防护装置有助于通过流固耦合相互作用，减小作用于防护装置上的爆破冲击荷载；（3）防护装置的本身具有足够的韧性和抗大变形的能力，在水下爆破冲击荷载下不至于被破坏；（4）防护装置比较轻便，在进行工程现场安装时应比较方便。0011基于上述水下爆破减震防护的原理，本发明水下爆破的柔性复合气幕减震防护装置如图1所示，包括柔性复合气幕1、配重3和悬挂拉索4，其中，柔性复合气幕1的上下边具有若干个吊环2，柔性复合气幕1的上边通过吊环2与悬挂拉索4相连，柔性复合气幕1的下边通过吊环2与配重3相连。吊环3上固定或悬挂配重4，可使柔性复合气幕1在水中能够伸展并具有一定的预张力。悬挂。
10、拉索5一端与吊环2相连，另一端固定于水面以上。总体上通过悬挂拉索5使柔性复合气幕1悬挂在水中。0012如图2所示，柔性复合气幕1包括气腔5、柔性气幕面层6、纵向增强纤维帘线7、横向增强纤维帘线8和气腔侧壁9。柔性气幕面层6一般可采用橡胶等柔性材料制作柔性气幕面层6有大变形及韧性，能够起到传递荷载和变形耗能的作用。柔性气幕面层6内有气腔5，气腔5内部充盈空气，在冲击荷载下气腔6受到压缩，并消耗冲击能量。为了对柔性复合气幕1进行加强，柔性气幕面层6上设有若干纵向增强纤维帘线7和横向增强纤维帘线8，对纵向增强纤维帘线7和横向增强纤维帘线8施加预应力，可以使柔性复合气幕1内部承受更高的压力。气腔5之间。
11、的气腔侧壁6由橡胶材料制成，起到分割内部空腔的作用。0013采用柔性复合气幕装置进行水下减震防护的实现步骤是（1）根据水下爆破施工方案（包括爆破范围、装药量、起爆次序等）计算水下爆破冲击波可能的影响范围，确定需要进行水下减震防护的对象。0014（2）计算水下爆破荷载下，被保护对象附近的冲击波压力，根据被保护对象的承载力，确定需要由柔性复合气幕提供的水下减震消波能力。0015（3）根据减震消波需求，选择合适尺寸的柔性复合气幕。0016（4）采用拉索和配重将柔性复合气幕布置于爆源与被保护对象之间的水域，一般情况下气幕应稍靠近被保护对象。说明书CN102042787ACN102042790A3/3页50017（5）对于一层柔性复合气幕不能达到预期消波能力的情况，可以在爆源与被保护对象之间布置多层柔性复合气幕。0018（6）水下爆破产生的冲击波经过一层或多层柔性复合气幕后被消波，到达被保护对象表面的冲击波压力大大减小。0019（7）柔性复合气幕利用了气体和柔性材料具有高压缩性的特点，能够大幅度降低水下冲击波压力，该装置的安装布设也比较灵活，能够适用于各种水下爆破施工环境。说明书CN102042787ACN102042790A1/1页6图1图2说明书附图CN102042787A。