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對于隧道施工中發(fā)生的災(zāi)害來說,采取防止措施,避免災(zāi)害發(fā)生,其意義遠大于塌方后期采取防止措施。現(xiàn)在行業(yè)多用隧道逃生管代替鋼管作為生命通道,壁厚30mm的攀枝花隧道逃生管抗沖擊性如何。
攀枝花隧道逃生管的優(yōu)異性能:
攀枝花隧道逃生管是采用分子量250萬以上的超高分子量聚乙烯樹脂連續(xù)擠出成型的,適用于礦山、電力、煤炭、化工等特殊工礦企業(yè)的介質(zhì)傳輸,其*性能主要表現(xiàn)在:
高耐腐蝕性:超高分子量聚乙烯具有飽和分子結(jié)構(gòu),化學(xué)穩(wěn)定性能*,能耐各種腐蝕性介質(zhì)和有機溶劑侵蝕。
高耐磨性:攀枝花隧道逃生管耐磨性是鋼管的4-7倍、普通PE管材的3倍、尼龍的4倍。實踐證明,UPE管材是小顆粒漿體輸送的常用耐磨管道。
高柔韌性:斷裂伸長率可達 400% 以上,施工中有較大的彎曲,地殼沉降時拉長至自身的三倍仍然不會斷裂。
高抗沖擊性:攀枝花隧道逃生管抗沖擊強度居各種塑料,是高密度聚乙烯的10倍,尼龍的 6倍。無論是外力強沖擊還是內(nèi)部壓力波動、沖擊,都難以使其開裂。
壁厚30mm的攀枝花隧道逃生管抗沖擊性如何:
攀枝花隧道逃生管(分子量約為250萬),規(guī)格為Φ800*30其主要參數(shù)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(shù)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。
分別對攀枝花隧道逃生管和鋼管進行沖擊,此時可根據(jù)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(jié)果如表所示。
表1 不同壁厚尺寸的超高分子量聚乙烯管沖擊變形值
壁厚H/mm | 凹陷變形值Δ/m | |
H=7m時 | H=5m時 | |
20 | 0.093 | 0.080 |
22 | 0.066 | 0.054 |
24 | 0.048 | 0.038 |
26 | 0.035 | 0.025 |
從表1中可以看出,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,攀枝花隧道逃生管的凹陷變形值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(nèi)的通行 空間為588mm,滿足人體工程學(xué)要求,人能安全通過應(yīng)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(shè)計中取攀枝花隧道逃生管道壁厚為24mm以上是適宜的,它的抗沖擊性非常好。