陜縣超高分子量聚乙烯隧道逃生管道

超高分子量聚乙烯隧道逃生管道因?yàn)槌叻肿恿烤垡蚁?/span>隧道逃生管道資料分量輕拆裝和轉(zhuǎn)移便利；管道耐性好、抗沖擊強(qiáng)度高，遭到強(qiáng)外力沖擊時(shí)瞬間變形，吸收很多沖擊能量，敏捷恢復(fù)原形。 

DN800隧道逃生管道安全系數(shù)參數(shù)：陜縣超高分子量聚乙烯隧道逃生管道

 超高分子量聚乙烯隧道逃生管道，是一種由乙 烯、丁二烯單體在催化劑效果下，聚合而成的平均分子量在150萬以上的線型結(jié)構(gòu)熱塑性工程塑料。 世界上早由美國(guó)Allied Chemical公司于1957年完成工業(yè)化。 此后德國(guó)Hoechst公司、德國(guó)Her-cules公司、日本三井石油化學(xué)公司等也投入工業(yè)化出產(chǎn)。我國(guó)于1964年早研制成功并投入工業(yè)出產(chǎn)。

超高分子量聚乙烯隧道逃生管道結(jié)構(gòu)尺度規(guī)劃 
        根據(jù)使用人體測(cè)量學(xué)的前驅(qū)美國(guó)聞名專家阿爾文·R·蒂利對(duì)人體測(cè)量學(xué)的研究成果可知，人在匍匐移動(dòng)時(shí)，較舒適的情況下匍匐高度為800mm，匍匐長(zhǎng)度為1520mm，如圖2所示。

阿爾文·R·蒂利指出，在全身進(jìn)入式上下通行的圓形洞口底部出入口匍匐經(jīng)過期，圓管的小直徑為585mm。 因而，公路地道施工新式應(yīng)急救援通道的內(nèi)徑必須≥585mm，才干確保人體的正常 經(jīng)過。 
        一起，考慮到公路地道施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，應(yīng)急救援通道的外徑不宜過大，不然對(duì)施工的影響較大，故取超高分子量聚乙烯管道的外徑為636mm。

新式超高分子量聚乙烯隧道逃生管道薄厚徑規(guī)劃 
        薄壁圓管在遭到地道頂部大能量塊石側(cè)向沖擊的過程中，結(jié)構(gòu)下半部分的全體曲折變形較小，變形以沖擊點(diǎn)部分洼陷為主。 
根據(jù)Hertxz觸摸力學(xué)理論，選用Thornton假定，設(shè)資料具有抱負(fù)彈塑性，則兩觸摸物體之間的觸摸壓力，在能量分析的基礎(chǔ)上，圓管遭到側(cè)向沖擊時(shí)部分洼陷值△與側(cè)向載荷 P之間的lian系，則可推出圓管遭到側(cè)向沖擊時(shí)部分洼陷值，為圓管資料的屈從應(yīng)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），標(biāo)準(zhǔn)為Φ800*30mm其首要參數(shù)取值為：屈從強(qiáng)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，開始選定巖塊直徑為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。 巖塊分量 W=400kg。 
        取地道中心及邊頂部到圓管頂部的高度的極限值H為7m和5m,將塊石自在開釋，別離對(duì)超高分子量聚乙烯隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行沖擊，此刻可根據(jù)能量守恒定律核算出巖塊下落速度，別離為v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。 取不同圓管壁厚H進(jìn)行核算，不同壁厚尺度的圓管沖擊變形值得核算成果如表1 所示。 

       從表1中可以看出，跟著圓管壁厚的添加，塊石下落引起的圓管洼陷變形值越來越小。當(dāng)塊石下落高度ｈ＝7ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道的洼陷變形值Δ＝0.048m，約為圓 管直徑的8%；當(dāng)下落高度h＝5ｍ時(shí)、壁厚Ｈ＝24mm時(shí)，洼陷變形值 Δ＝0.038m，變形值更小。此刻，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道變形洼陷后，管內(nèi)的通行空間為740mm，滿意人體工程學(xué)要求，人能安全經(jīng)過應(yīng)急通道。當(dāng)壁厚較小時(shí)，變形值增大，可能不安全，當(dāng)壁厚更大時(shí)，雖然安全性添加，但管材分量 也隨之添加，致使成本上升，轉(zhuǎn)移困難。 因而，規(guī)劃中取超高分子量聚乙烯隧道逃生管道壁厚為30mm是適宜的。 

超高分子量聚乙烯隧道逃生管道銜接部件規(guī)劃 

用于公路地道施工中的超高分子量聚乙烯隧道逃生管道在契合人體工程學(xué)原理、兼顧結(jié)實(shí)性的一起，還需滿意公路地道施工應(yīng)急救援功用性要求，銜接辦法簡(jiǎn)略、拆裝便利。因而，對(duì)應(yīng)急救援通道進(jìn)行了如下結(jié)構(gòu)規(guī)劃。 
    超高分子量聚乙烯隧道逃生管道主體部分選用超高分子量聚乙烯管道，并在端部設(shè)有加強(qiáng)護(hù)層，銜接部件有鋼絲繩、鐵鏈及其端部掛鉤。 為了在地道發(fā)作崩塌事端時(shí)，相關(guān)人員便利在逃生管道中攀爬，在通道周向每隔120°栓系一根攀爬繩。 本著拆裝便利的準(zhǔn)則，公路超高分子量聚乙烯隧道逃生管道與管之間的銜接辦法為抱箍銜接。 故在裝置施工安排中較為便利，當(dāng)初次裝置時(shí)，只需將兩管對(duì)接，用抱箍上緊扣牢，根據(jù)抱箍現(xiàn)有的孔，用鉆往管管上打孔近穿螺栓即可。其間，鋼絲繩端頭和鐵鏈端頭為掛鉤，鐵鏈長(zhǎng)度可根據(jù)扣緊程度由掛鉤扣在鐵鏈圓環(huán)上的方位 自在調(diào)節(jié)。
超高分子量聚乙烯隧道逃生管道可靠性驗(yàn)證 
實(shí)驗(yàn)意圖 
    經(jīng)過將尺度標(biāo)準(zhǔn)附近的超高分子量聚乙烯隧道逃生管道與鋼管別離進(jìn)行抗沖擊實(shí)驗(yàn)，論證超高管使用于公路地道崩塌逃生應(yīng)急救援的可行性。
實(shí)驗(yàn)資料
1、Q235螺旋縫埋弧焊鋼管，標(biāo)準(zhǔn)為Φ620×10。 屈從強(qiáng)度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。
2、超高分子量聚乙烯隧道逃生管道（分子量約為250萬），標(biāo)準(zhǔn)為Φ800×30mm，屈從強(qiáng)度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。
實(shí)驗(yàn)要求及辦法 
    選用尺度標(biāo)準(zhǔn)附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的當(dāng)?shù)貙⒅匚镒栽陂_釋，進(jìn)行沖擊比照實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證超高分子量聚乙烯隧道逃生管道的可靠性。
 1、沖擊試件為塊狀花崗巖，開始選定巖塊直徑 為0.67m。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=400kg。
 2、圓管墊層為平坦放置的砂袋，墊層厚250mm，寬800mm。
    用于地道施工逃生的薄壁圓管自在放置于平坦墊層上，當(dāng)遭到落石沖擊荷載效果時(shí)，圓管底部首要受墊層豎向和橫向摩擦約束效果。沖擊試件離圓管頂部間隔首要取決于地道斷 面的開挖高度，本實(shí)驗(yàn)取地道中心頂部到圓管頂部 的高度的極限值 H為10m，將塊石自在開釋，別離對(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)成果超高分子量聚乙烯隧道逃生管道遭到?jīng)_擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒有遭到損傷，耐沖擊功能杰出；鋼管在遭到?jīng)_擊后，管道被砸扁，發(fā)作*性形變。 

為了清晰沖擊能量的巨細(xì)，對(duì)石塊從10m高處自在落下的沖擊力及圓管形變量進(jìn)行核算。在石塊自在下落時(shí)，石塊瞬時(shí)速度可由能量守 恒定律求出， Vt=14m/s。一起，可核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表2所示。

從成果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖 擊能非常大。一起，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道抗沖擊功能*，外力沖擊不能使其決裂。并且，其具有很好的耐性和吸收沖擊能的功能，遭到大石塊沖擊的過程中，可以吸收大部分的沖擊能，減少對(duì)管道的損壞。鋼管抗沖擊功能不如超高分子量聚乙烯隧道逃生管道，且其在遭到石塊砸擊之后發(fā)作*性形變，難以恢復(fù)。 
定論 
  初次選用超高分子量聚乙烯隧道逃生管道對(duì)公路地道施工應(yīng)急救援通道進(jìn)行了規(guī)劃。 一起，超高分子量聚乙烯隧道逃生管道的結(jié)構(gòu)尺度契合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)略，拆裝便利。 終，經(jīng)過對(duì)超高分子量聚乙烯隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性比照實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了超高分子量聚乙烯隧道逃生管道使用于公路地道施工應(yīng)急救援的可靠性。