爆破荷载作用下管道动力响应及振速控制标准分析
2021-02-27刘辉喜
西部探矿工程 2021年3期
关键词:振动
刘辉喜
(深圳市交通公用设施建设中心,广东深圳518000)
现代社会的城市基础设施中,埋地管道在水、油、天然气等重要生活物资的供给上扮演着非常重要的角色,目前我国七成的石油以及近乎100%的天然气是通过埋地管道进行运输的[1]。与此同时,随着我国交通工程的快速发展,许多新建、改建以及扩建的工程项目不可避免地会对既有输油、输气管道造成施工扰动。其中临近隧道爆破施工是最为不利的工况之一。地下管网一旦发生事故,不但会造成直接的经济损失,对周围的环境产生极大的破坏,影响人们的正常生活与生产,同时对事故的处理、治理也十分困难[2-3]。因此,在工程初期确定合理的管道振速控制标准对确保埋地管道在临近爆破施工影响下的安全可靠运行具有非常重要的现实意义。
1 爆破地震波作用区的岩体应力
隧道爆破通常采用柱状非耦合结构装药,当药包起爆后,随着传播距离的增大,波阵面外扩,爆破近区的冲击波衰减为爆破远区(爆心距大于400~500r,r 为炮眼半径)的柱面弹性地震波,使得该区域的岩体质点发生弹性振动[4],见图1。
其中考虑到爆破地震波作用区岩体任意一点的切向(σθ)及轴向应力(σz)与径向应力(σr)的比值均小于0.3,因而可在后续分析中忽略这两个方向上的应力,仅考虑径向上的应力,即:


图1 柱状药包爆破地震作用下岩体中任意一点的应力分布图
大量工程经验表明,炸药爆炸瞬间释放的炮轰压力存在一个升压和降压的过程,使得岩体质点的应力随时间发生变化。……
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