爆破塌落触地载荷下浅埋缺陷PE HD管道力学响应分析

针对含划痕缺陷高密度聚乙烯(High-Density Polyethylene,PE-HD)管道面临爆破拆除工程中塌落物冲击问题,设计了浅埋管道落锤冲击和拉伸试验,再结合Abaqus有限元软件研究了触地载荷下含缺陷管道的力学响应,探究了不同因素下管道力学行为规律和防护措施的有效性。结果表明:冲击试验中管顶应力高于管底应力,管材在屈服后应力明显下降;硬化路面下划痕管道的最大Mises应力显著减小;当划痕深度系数为0.5时,管顶部和底部存在划痕的管道最易失效;内压在一定程度上对划痕管道有保护作用;管道在高触地速度冲击下应力集中现象更明显;对冲击下的缺陷管道进行聚苯乙烯泡沫(Expanded Polystyren,EPS)缓冲垫层和多级复合缓冲垫层防护后,管道最大应力分别下降40%和72%,因此建议根据工程实际情况中针对临近触地载荷下的管道选取合理的防护措施。

基于能量传递的爆破塌落振动危害特性研究

为更准确地反映爆破塌落振动危害特性,从能量传递方面入手,利用HHT分析方法,得到爆破塌落振动在不同距离、不同方向上的振动危害特性。结果表明:爆破塌落振动频率较低,绝大部分为1～10Hz,其中垂向分量携带80%以上能量,径向振动能量随距离的增大而向低频集中,切向振动能量更集中在低频部分;垂向振动能量在频率上的分布随距离变化无明显变换规律可循,塌落振动最大瞬时输入能量不超过总能量的30%,通常为10%～20%,与振动幅值大小有一定的相关性,但不是一一对应。基于所得结果,可将塌落振动30%E作为最大瞬时输入能量来计算爆破塌落振动危害指标。