爆破地震波作用下法兰接口燃气管道动力失效机制*
2021-11-19贾永胜姚颖康周传波
爆炸与冲击 2021年9期
赵 珂,蒋 楠,2,贾永胜,姚颖康,朱 斌,周传波
(1.中国地质大学(武汉)工程学院,湖北 武汉 430074;2.江汉大学工程爆破湖北省重点实验室,湖北 武汉 430024;3.武汉爆破有限公司,湖北 武汉 430024)
地铁是涵盖了城市地区各种地下与地上的路权专有、高密度、高运量的城市轨道交通系统。截至2020年5月,中国已开通的城市地铁已达到47个。在地铁隧道开挖过程中常遇到坚硬岩石,钻爆法作为高效开挖的方式被大量应用。然而,爆破施工过程中常会对邻近燃气管线造成影响。因此,研究爆破地震波作用下埋地燃气管道的失效机制,探究埋地燃气管道振动破坏的控制标准具有重要意义。
目前,针对爆破地震波作用下管道的动力响应特性已有大量研究[1-4]。Kouretzis等[5]通过一系列全尺寸柔性管道现场爆破实验,并结合三维动态分析提供了一套计算最大应变及沿管道轴线位置变化的简便关系式。Liu等[6]通过建立三维有限元模型,分析了聚乙烯(PE)管道在不同开挖位置、管壁厚度、管道直径、内压等条件下的力学响应。张震等[7]对超浅埋地铁站通道爆破开挖邻近埋地混凝土管道的动力响应进行了研究,由最大拉应力强度理论得到混凝土管道的爆破控制振速。Jiang等[8]结合北京地铁16号线输气管道振速监测结果和数值计算,得出在爆破地震波作用下地铁开挖时输气管道振动速度峰值与药量、爆心距和管道埋深的预测公式。在现有的爆破地震波对管道影响的研究中,大多数学者不考虑管道的连接形式,这样虽能在一定程度上降低建模和分析的难度,但事实上,无论是球墨铸铁管道还是混凝土管道,管道之间通常是会采用法兰接头或衬垫承插接头的。……
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