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逃生管
來源:   發布時間:2017-09-20   點擊:1167次


新型超高分子量聚乙烯隧道逃生管道薄厚徑設計 隧道逃生管道

? ? ? ?薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側向沖擊的過程中,結構下半部分的整體彎曲變形較小,變形以沖擊點局部凹陷為主。

根據Hertxz接觸力學理論,采用Thornton假設,設材料具有理想彈塑性,則兩接觸物體之間的接觸壓力,在能量分析的基礎上,圓管受到側向沖擊時 局部凹陷值△與側向載荷 P之間的關系,則可推出圓管受到側向沖擊時局部凹陷值,為圓管材料的屈服應力;H為圓管的厚;D為圓管的直徑。

? ? ? ? 超高分子量聚乙烯隧道逃生管道(分子量約為250萬),規格為Φ800*30其主要參數取值為:屈服強度σ1=3.7GPa,彈性模量:E1=700MPa;泊松比ν1=0.42; 密度:ρ1=950kg/m3 。

? ? ? ?沖擊試件為塊狀花崗巖,初步選定巖塊直徑為0.67m,巖體參數取值為:彈性模量 E2=40GPa, 泊松比ν2=0.2 ,密度ρ2=2500kg/m3。 巖塊重量 W=400kg。

? ? ? ?取隧道中心及邊頂部到圓管頂部的高度的極限值H為7m和5m,將塊石自由釋放,分別對超高分子量聚乙烯隧道逃生管道和鋼管進行沖擊,此時可根據能量守恒定 律計算出巖塊下落速度,分別為v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圓管壁厚H進行計算,不同壁厚尺寸的圓管沖擊變形值得計算結果如表所示。

隨著圓管壁厚的增加,塊石下落引起的圓管凹陷變形值越來越小。當塊石下落高度h=7m時、壁厚H=24mm時,超高分子量聚乙烯隧道 逃生管道的凹陷變形值Δ=0.048m,約為圓 管直徑的8%;當下落高度h=5m時、壁厚H=24mm時,凹陷變形值 Δ=0.038m,變形值更小。此時,超高分子量聚乙烯隧道逃生管道變形凹陷后,管內的通行 空間為588mm,滿足人體工程學要求,人能安全通過應急通道。當壁厚較小時,變形值增大,可能不安全%當壁厚更大時,盡管安全性增加,但管材重量 也隨之增加,致使成本上升,搬運困難。 因此,設計中取超高分子量聚乙烯隧道逃生管道壁厚為24mm以上是適宜的。

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