针对公路隧道 施工崩塌事端多发的情况,首次采用新资料(超高分子量聚乙烯资料,是一种由乙烯、丁二烯单体在催化剂作用下,聚乙烯合而成的平均分子量在250万以上的线型结构热塑性工程塑料。)对公路隧 道施工应急救援通道进行了规划研究。结合人体工程学原理,根据Hertz接触力学理论,采用Thonroton假设,对新型隧道 逃生管道的结构尺度进行了优化,并对通道的连接方法进行了规划。通过抗冲击性实验,对超高分子量聚乙烯通道应用于公路隧道 施工应急救援的可靠性进行验证。
超高分子量聚乙烯隧道 逃生管道可靠性验证
实验目的: 通过将尺度标准相近的超高分子量聚乙烯隧道 逃生管道与钢管分别进行抗冲击实验,证明超高管应用于公路隧道 崩塌逃生应急救援的可行性。
实验资料
1、Q235螺旋缝埋弧焊钢管,标准为Φ620×10。 屈服强度σ1=215GPa,弹性模量弹性模量E1=210MPa;泊松比ν1=0.25。
2、超高分子量聚乙烯隧道 逃生管道(分子量约为250万),标准为Φ800×30 , 屈服强度σ1=3.7GPa,弹性模量E1=700MPa;泊松比ν1=0.42。
实验要求及方法:
采用尺度标准相近的钢管与超高分子量聚乙烯隧道 逃生管道从距圆管顶部的高度H为10m的地方将重物自由释放,进行冲击比照实验,验证超高分子量聚乙烯隧道 逃生管道的可靠性。
1、冲击试件为块状花岗岩,开始选定岩块直径 为0.67m。岩体参数取值为:弹性模量E=40MPa;泊松比:ν1=0.2;%密度ρ1=2500kg/m3 ;岩块重 W=400kg。
2、圆管垫层为平整放置的砂袋,垫层厚250mm,宽800mm。
用于隧道 施工逃生的薄壁圆管自由放置于平整垫层上,当受到落石冲击荷载作用时,圆管底部首要受垫层竖向和横向摩擦约束作用。冲击试件离圆管顶部距离首要取 决于隧道 断 面的开挖高度,本实验取隧道 中心顶部到圆管顶部 的高度的极限值 H为10m,将块石自由释放,分别对超高分子量聚乙烯隧道 逃生管道和钢管进行冲击。实验成果超高分子量聚乙烯隧道 逃生管道受到冲击后,石块被弹出,管道几 乎没有受到损伤,耐冲击性能良好;钢管在受到冲击后,管道被砸扁,发生永久性形变。
超高分子量逃生管道管材的优势:
1.隧道 逃生管使用寿命长,在强腐蚀和高磨损条件下,使用寿命可以提高几倍甚至几十倍。
2.超高分子量聚乙烯表面能很低,具有不粘浮,不结垢的性能,这是钢管和其他塑料管无法比拟的优点。
3.由于这种管材的导热系数比钢管小100多倍,可大大降低输送管路的保温和加热要求,这对于冰冷地带和冬天和其他物料输送具有重大意义。
4.系列管材中,除了钢衬超高分子量聚乙烯复合管材之外,管材的质量远远低于同标准的钢管,这将大大降低运输和装置成本。
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