波纹钢管用作隧道逃生管道时的模拟分析

为了研究隧道发生塌方时逃生管道变形的特征与规律,对波纹钢管及其圆钢管的受力变形等情况进行对比研究,使用动态有限元模拟坍塌岩石体垂直砸向逃生管道的情形,分析波纹钢管在有垫层约束模型和圆管有垫层约束模型碰撞过程的凹陷变形(Y方向和X方向)以及加速度变化等指标。结果表明:直径1 m,壁厚为5 mm和壁厚10 mm的波纹钢管最大变形分别为174 mm和143 mm,直径1 m,壁厚为5 mm和壁厚10 mm圆钢管最大变形分别为214 mm和199 mm,波纹钢管凹陷变形较圆管分别小40 mm和56 mm;相同管径下,随着壁厚的增加,波纹钢管的优势就越明显。在受到岩石的撞击过程中,波纹钢管可以避免峰值过大而且整体结构更加稳定,波纹钢管在承受冲击荷载较圆钢管更有优势,用波纹钢管作为逃生管道更能确保位于掌子面施工人员的生命安全,结构安全性更好。

隧道逃生管道设计中的圆管冲击计算

针对隧道施工中的塌方事故,进行了隧道逃生管道系统设计的研究。首先进行了隧道中块石下落对圆管的冲击计算,考虑弹塑性变形,计算了两球形碰撞时的冲击力。进一步进行了圆管撞击大变形和破坏的计算,从而得到圆管凹陷变形值。取不同钢管厚度和不同岩石刚度进行计算的结果表明,圆管厚度越大,或者岩块刚度越小,凹陷值越小。初步设计中,取钢管直径为0.82 m、厚度为10 mm,隧道内直径0.5 m块石下落引起的圆管凹陷计算变形值约为直径的1/4,在允许范围之内,即不影响人员逃生通过,因而认为是安全的。计算结果为隧道逃生管道的设计提供了依据。

隧道逃生管道的冲击实验与仿真模拟

针对隧道施工中的塌方事故,进行了隧道逃生管道的系统设计。首先进行了圆管承受横向冲击荷载的现场实验,研究了冲击能量与变形模态、凹陷变形之间的关系。其次采用ANSYS LS-DYNA进行了仿真模拟,给出了凹陷变形的时程曲线,获得了与现场实验较一致的结果。实验研究与数值模拟结果表明,砂垫平铺圆管的横向冲击变形主要为冲击点局部凹陷,结构的整体弯曲变形可以忽略。同时,根据岩块大小和下落高度,可以通过计算凹陷变形而确定圆管厚度,为逃生管道的安全设计提供依据。

复材隧道逃生管道冲击数值模拟及试验研究

针对一种内外层为玻璃钢、芯层为陶粒树脂混凝土的新型复合材料隧道逃生管道结构,利用ABAQUS有限元软件对逃生管道的抗冲击性能进行了数值模拟,并进行了足尺试样冲击试验。对比现场冲击试验数据与数值模拟结果可得:(1)左端冲击时,端部的冲击变形最大,越往内侧变形量越小;中部冲击时,冲击点附近管道呈下凹趋势;(2)管道试样的冲击变形数值模拟预测结果与试验结果吻合良好;(3)所提出的新型逃生管道结构经300kg落锤7m高度下落冲击后,管道内部最小净空高度大于450mm,可以满足施工人员低姿匍匐逃生的安全空间要求。

复材隧道逃生管道结构设计与冲击试验研究

提出了一种内、外层为玻璃钢、芯层为树脂陶粒混凝土的新型逃生管道结构,基于环刚度准则对逃生管道进行结构优化设计.首先将ABAQUS有限元软件数值模拟结果和环刚度试验数据进行了对比,验证了数值模拟的准确性.然后以减重为目标,以环刚度S≥50 k N/m2为约束,优化逃生内蒙皮、外蒙皮和芯层的厚度.最后进行了新型逃生管道的现场冲击试验.研究表明,基于环刚度准则的隧道逃生管道设计不仅能显著地降低结构重量,而且经300 kg落锤7 m高度下落冲击试验后,管道内部最小净空高度大于550 mm,可以满足施工人员低姿匍匐逃生的安全空间要求.

基于有限元的复材隧道逃生管道关门塌方数值模拟

针对一种内外层为玻璃钢、芯层为陶粒树脂混凝土的新型复合材料隧道逃生管道结构,利用ABAQUS有限元软件对逃生管道的关门塌方性能进行了数值模拟。结果表明:(1)关门塌方模拟时,随着围岩等级的增加,逃生管道所受的应力增加,三车道隧道逃生管道所受的应力最大,不同坍塌位置对逃生管道应力影响不大;(2)所提出的新型逃生管道在关门塌方模拟时,均满足应急逃生需求。

新型隧道逃生管道设计模拟及现场试验研究

提出更新隧道逃生管道选材,把送风管与逃生管串连的隧道逃生管道设计技术。分别以钢带PE波纹管和钢管作为逃生管道进行抗冲击试验。试验结果表明,2种材料均能满足应急逃生的需求,但钢带PE波纹管作为隧道逃生管道具有造价低、连接方便等优点。分析结果可为隧道逃生管道的安全设计提供理论参考。

基于满意度函数的新型逃生管道多目标稳健性设计

新型逃生管道参数具有不确定性且单目标优化存在局限性,为了实现新型逃生管道多目标稳健性设计,结合田口稳健性设计方法与满意度函数,提出了一种基于满意度函数的多目标稳健性设计方法。该方法将产品质量特性的信噪比转换为具有田口稳健性设计的望大特性的满意度,然后通过加权几何均值实现结构的多目标稳健性设计。通过使用Hypermesh和LS-DYNA建立新型逃生管道的有限元模型,并对该有限元模型进行验证,然后运用所提出的方法对新型逃生管道进行多目标稳健性设计。结果表明,稳健性设计后新型逃生管道的信噪比提升了5.3%,说明管道抵抗噪声因子的干扰能力增强,结构更稳健;新型逃生管道质量降低了9.6%,实现了管道轻量化的目的。研究结果对提高新型逃生管道的稳健性具有一定的理论和工程意义。

一种新型逃生管道的设计与分析改进

通过对隧道施工实际条件的分析,设计一种新型的分段式可拆卸组装的逃生管道,并采用Ansys对逃生管道的承载能力进行有限元分析.通过对逃生管道的静力结构计算,提出四种结构改进方案,对比分析四种方案的优缺点及承载能力,最终确定以超高分子量聚乙烯为材料的外法兰式管节多段安装组成逃生管道为最佳.本文对逃生管道的设计和分析改进,有助于提高隧道施工救援的成功率和人员快速逃生的效率,具有一定的社会效益和经济效益.

隧道逃生管受冲击模型边界条件研究

研究了不同边界条件下隧道逃生管的冲击接触过程、管体受力及变形特征。结果表明管体的自由度越大,对于消耗落石冲击能量越有利;管体底部和侧边施加位移约束的模型虽与实际情况存在一定偏差,但计算结果是偏于安全的;垫层对缓解管体所受冲击力起到了积极作用。

冲击载荷作用下隧道逃生管动力响应研究

为保证隧道塌方时施工人员有足够的逃生空间,结合具体工程,介绍了隧道逃生管设计要点,并对其在冲击荷载作用下的动力响应进行了弹塑性数值模拟。研究表明,逃生管变形随着落石尺寸的增大而增大,随着逃生管壁厚的增大而减小,随着与逃生管端部距离的增大而减小。

自行式液压隧道逃生管道应用研究

由于传统方式设置的隧道逃生管道极大的影响了隧道正常施工,使逃生管道成为迎接检查的摆设,采用自行式液压隧道逃生管道可有效解决管道设置与施工组织的矛盾,真正起到保护隧道作业人员的生命安全。

隧道新型智能逃生管道设备在隧道施工 安全管理中的应用

随着我国经济不断发展,建设施工技术不断提高,我国隧道施工工程日益增多,由于隧道工程的特殊性,地质条件、水文条件、施工条件等方面的因素影响,隧道施工安全事故屡见不鲜,最为常见的就是坍塌关门事故,大部分事故均因为洞内逃生管道设置不及时、不到位导致了人员伤亡。项目通过采用特长隧道智能逃生管道,配备自行式驱动机构,实现洞内逃生管道快速推进,减少人员及机械使用,让逃生管道的摆放和推进更加方便快捷,减少时间,提高效率;同时,采用液压升降和高减震缓存机构,可实现二衬→仰拱→掌子面的自由行走,当遇到紧急情况时,可大大降低逃生管道的变形,确保逃生管道通行顺畅,减少人员伤害,加强长特大隧道安全事故中的安全逃生与自救能力,进一步保障一线施工人员生命财产安全。

新型逃生管道在公路隧道施工中的应用

在公路隧道施工中,逃生管道的选材与布置尤为重要。与钢管材料进行性能对比和各项现场试验表明,镂空型复合材料管壁结构逃生管道具有塑性变形小、抗冲击能力强等优点。经工程实际应用表明,新型逃生管道具有拆装方便,可重复使用等优点,满足隧道施工需求。

新式逃生设备“逃生管”

美国一家公司最近展出一套火灾逃生设备“逃生管”。该“逃生管”长30余米，外层由可抵挡高热与浓烟的铝合金制成，内层是可伸缩的柔软材料。当发生火灾日寸，逃生管被送至建筑窗口，被救人员钻进逃生管的入口便能安全滑至地面。

面向客船火灾的人员逃生路径规划研究

文中针对火灾蔓延对人员逃生过程的影响,提出一种客船火灾蔓延条件下基于改进蚁群算法的逃生路径规划算法.根据客船三维模型进行火灾蔓延模拟以掌握火灾蔓延态势,定义逃生人员火灾产物耐受限值进行可逃生区域识别,确定安全逃生节点.引入目标方向改进启发函数,避免陷入局部最优,加入最差蚁群的影响和信息挥发系数自适应化,改进蚁群算法的信息素更新机制.通过安全路径二次优化,减少规划出的路径中多余拐点.结果表明:改进后的蚁群算法可以有效地用于客船发生火灾时人员的逃生路径规划.

虚拟实景洪涝灾害逃生平台设计

文章以虚拟现实技术为基础,通过模拟真实城市及流域场景洪涝演进过程,创造基于虚拟现实的洪涝逃生演练系统,增强洪水来临时人员应急逃生能力。利用Unity3D创建生动逼真的虚拟环境,让体验者身临其境,体验者通过语言、手势等与平台实时互动,让体验者更便捷、更直接地融入虚拟空间。依托Unity3D软件良好的兼容性,浏览操作和实验管理可在PC端、移动端、VR设备等多平台实现,使互联网用户可以更容易了解洪涝灾害逃生,对未来洪涝灾害人员伤亡的减少具有重大意义。

知识引导的森林火灾逃生路网动态生成方法

规划合理的森林火灾逃生路网对应急逃生决策具有重要作用,但现有方法动态适应性弱,且未考虑山沟地带、狭窄山脊等影响人员逃生安全的关键空间信息,导致逃生路网规划准确性差。因此,本文引入智能化测绘技术方法,提出一种知识引导的森林火灾逃生路网动态生成方法,通过突破森林火灾逃生路网规划知识图谱构建、关键空间区域提取等关键技术,建立森林火灾逃生路网通行栅格网络模型,实现改进A*算法的逃生路网动态优化生成,研发原型系统并开展试验分析。结果表明,本文方法能够实现林火蔓延环境下逃生路网的动态生成,可为扑救人员提供有效的逃生决策信息;逃生规划准确率与已有静态森林火灾逃生路网规划方法的逃生规划准确率相比,高安全区重叠率提升了3.06%,逃生路网危险区重叠率降低了27.39%。

汽车落水及起火的智能逃生装置研究

为防止车辆落水、起火后造成车内乘员伤亡事故的发生,文章设计了一种电动破窗的智能逃生装置,阐述了该装置的工作原理、电路逻辑关系、控制流程图、电路设计。该装置通过底盘、发动机舱和车门三个水位传感器以及人体、烟雾传感器,检测车辆落水及起火等紧急情况下,实施自动降窗、破窗动作,为乘员提供快速有效的逃生通道。通过理论分析、试验验证,证明装置的可靠性和实用性,有效帮助车内乘员脱离险境。

一种新型高楼速降逃生装置的研制

随着城市化进程的加速和城市人口的增多,高层建筑日益增多,高楼火灾事件及安全隐患也逐渐增多。如何在火灾等紧急情况下迅速、安全地疏散人群成为亟待解决的问题,研发了一款高楼火灾便携式自救缓降器,通过对现有逃生装置的分析,探讨了高楼速降逃生装置的创新设计,结合新型材料与技术,提出一种更高效、安全的逃生方案。详细介绍了新型逃生装置的设计原理、实验验证以及实际应用前景,为高楼逃生提供了新的技术途径。该装置根据摩擦阻尼原理进行设计,具有成本低、操作方便、可重复利用的特点,与现有的高楼逃生装置相比,具有操作简单、使用方便、可控制下降速度、不用担心被卡住而悬在半空、可实现自动手动两种模式,对老人小孩等特殊人群同样适用。通过对高楼逃生缓降器的结构方案、各部件尺寸进行了详细设计,在保证逃生器美观小巧的基础上,利用工程力学的相关理论进行了摩擦阻力计算以及强度校核,以保证设计方案的可靠性和安全性。并利用Solidworks和Matlab、ANSYS/LS-DYNA软件,完成产品建模并仿真,结果表明设计达到预期效果并试制出了手工样件,经测试产品基本达到了预期的功能要求,是高楼自救逃生的理想选择。