鄭州合縱輕型隧道逃生管的抗沖擊性到底如何？

 隧道逃生管是保證施工工人在隧道發(fā)生坍塌后能安全逃生的重要逃生器材，馬虎不得，因此抗沖擊性是衡量隧道逃生管是否合格的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。鄭州合縱新材是一家輕型隧道逃生管的，那么我們輕型逃生管的抗沖擊性到底如何呢？為了更有說服力，我們用實(shí)驗(yàn)來論證。

試驗(yàn)材料

Q235螺旋縫埋弧焊鋼管   VS    超高分子量聚乙烯--輕型逃生管道

1.Q235螺旋縫埋弧焊鋼管：規(guī)格為Φ620×10。屈服強(qiáng)度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。

2.超高分子量聚乙烯輕型逃生管道（分子量約為250萬(wàn)）：規(guī)格為Φ800×30mm，屈服強(qiáng)度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

試驗(yàn)要求及方法

    采用尺寸規(guī)格相近的鋼管與超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放，進(jìn)行沖擊對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證超高分子量聚乙烯輕型逃生管道的可靠性。

1.沖擊試件為塊狀花崗巖，初步選定巖塊直徑為0.87m。巖體參數(shù)取值為：彈性模量E=40MPa；泊松比：ν1=0.2；%密度ρ1=2500kg/m3 ；巖塊重W=611kg。

2.圓管墊層為平整放置的砂袋，墊層厚250mm，寬800mm。

試驗(yàn)過程

   用于隧道施工逃生的薄壁圓管自由放置于平整墊層上，當(dāng)受到落石沖擊荷載作用時(shí)，圓管底部主要受墊層豎向和橫向摩擦約束作用。沖擊試件離圓管頂部距離主要取決于隧道斷面的開挖高度。

   本試驗(yàn)取隧道中心頂部到圓管頂部的高度的極限值H為10m，將塊石自由釋放，分別對(duì)超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行沖擊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道受到?jīng)_擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒有受到損傷，耐沖擊性能良好；鋼管在受到?jīng)_擊后，管道被砸扁，發(fā)生不可恢復(fù)性形變。 

    
    
                                      變形的鋼管
    

                      完好無(wú)損的超高逃生管

     為了明確沖擊能量的大小，對(duì)石塊從10m高處自由落下的沖擊力及圓管形變量進(jìn)行計(jì)算。在石塊自由下落時(shí)，石塊瞬時(shí)速度可由能量守恒定律求出，Vt=14m/s。同時(shí)，可計(jì)算出超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道和鋼管所受沖擊力和變形量如下表所示。    

    結(jié)果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖擊能非常大。同時(shí)，超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道抗沖擊性能*，外力沖擊不能使其破裂。而且，其具有很好的韌性和吸收沖擊能的性能，受到大石塊沖擊的過程中，能夠吸收大部分的沖擊能，減少對(duì)管道的破壞。鋼管抗沖擊性能不如超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生不可恢復(fù)性形變，難以恢復(fù)。 

試驗(yàn)結(jié)論

   采用超高分子量聚乙烯輕型逃生管道對(duì)公路隧道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 同時(shí)，超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便。 后，通過對(duì)超高分子量聚乙烯輕型逃生管道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了超高分子量聚乙烯輕型逃生管道應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。