郑州合纵轻型隧道逃生管的抗冲击性到底如何？

 隧道逃生管是保证施工工人在隧道发生坍塌后能安全逃生的重要逃生器材，马虎不得，因此抗冲击性是衡量隧道逃生管是否合格的一个重要标准。郑州合纵新材是一家轻型隧道逃生管的，那么我们轻型逃生管的抗冲击性到底如何呢？为了更有说服力，我们用实验来论证。

试验材料

Q235螺旋缝埋弧焊钢管   VS    超高分子量聚乙烯--轻型逃生管道

1.Q235螺旋缝埋弧焊钢管：规格为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.超高分子量聚乙烯轻型逃生管道（分子量约为250万）：规格为Φ800×30mm，屈服强度σ1=3.7GPa，弹性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

试验要求及方法

    采用尺寸规格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，进行冲击对比试验，验证超高分子量聚乙烯轻型逃生管道的可靠性。

1.冲击试件为块状花岗岩，初步选定岩块直径为0.87m。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=611kg。

2.圆管垫层为平整放置的砂袋，垫层厚250mm，宽800mm。

试验过程

   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，圆管底部主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主要取决于隧道断面的开挖高度。

   本试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。实验结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，发生不可恢复性形变。 

    
    
                                      变形的钢管
    

                      完好无损的超高逃生管

     为了明确冲击能量的大小，对石块从10m高处自由落下的冲击力及圆管形变量进行计算。在石块自由下落时，石块瞬时速度可由能量守恒定律求出，Vt=14m/s。同时，可计算出超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道和钢管所受冲击力和变形量如下表所示。    

    结果中可以看出，10m高处落下的石块的冲击能非常大。同时，超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道抗冲击性能*，外力冲击不能使其破裂。而且，其具有很好的韧性和吸收冲击能的性能，受到大石块冲击的过程中，能够吸收大部分的冲击能，减少对管道的破坏。钢管抗冲击性能不如超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道，且其在受到石块砸击之后发生不可恢复性形变，难以恢复。 

试验结论

   采用超高分子量聚乙烯轻型逃生管道对公路隧道施工应急救援通道进行了设计。 同时，超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道的结构尺寸符合人体工程学原理，结构简单，拆装方便。 后，通过对超高分子量聚乙烯轻型逃生管道和钢管进行抗冲击性对比试验，验证了超高分子量聚乙烯轻型逃生管道应用于公路隧道施工应急救援的可靠性。