高分子量聚乙烯隧道逃生管道，是一種由聚乙烯、丁單體在催化劑作用下，聚合而成的平均分子量在250萬(wàn)以上的線型結(jié)構(gòu)熱塑性工程塑料。上由美國(guó)AlliedChemical公司于1957年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。此后德國(guó)Hoechst公司、德國(guó)Her-cules公司、日本三井石油公司等也投入工業(yè)化生產(chǎn)。我國(guó)于1964年早研制成功并投入工業(yè)生產(chǎn)。

由于超高分子量隧道逃生管道材料重量輕拆裝和搬運(yùn)方便；管道韌性好、抗沖擊強(qiáng)度高，受到強(qiáng)外力沖擊時(shí)瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復(fù)原來(lái)形狀，為公路施工應(yīng)急救援提供了極為的保障；管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路施工中發(fā)生坍塌時(shí)，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般管道。相關(guān)部門采用新材料（超高分子量）對(duì)公路隧道施工應(yīng)急逃生管道進(jìn)行了設(shè)計(jì)。同時(shí)，新型應(yīng)急逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便。然后，通過(guò)對(duì)超高分子量逃生管道和鋼管進(jìn)行抗沖擊性對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了超高分子量逃生管道應(yīng)用于隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。

隧道逃生管道具有優(yōu)異的綜合性能主要有以下幾點(diǎn)：

隧道逃生管道重量輕、僅為鋼管重量的1/3左右，拆裝和搬運(yùn)方便。隧道逃生管道韌性好、抗沖擊強(qiáng)度高，受到強(qiáng)外力沖擊時(shí)瞬間變形，吸收大量沖擊能量，然后迅速恢復(fù)原來(lái)形狀，為隧道施工逃生應(yīng)急救援提供了極為的保障。隧道逃生管道環(huán)剛度高、耐壓性好、不易變形，在公路隧道施工中發(fā)生坍塌時(shí)，承壓能力和抗環(huán)境破壞能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般管道。隧道逃生管道安裝方便，且隧道逃生管道采用管箍連接拆裝方便。隧道逃生管道可重復(fù)使用，由于隧道逃生管道采用量材料，該材料具有很好的抗老化性能、脆化性能慢，所以其管道理論壽命在100年以上。

高分子量聚乙烯隧道逃生管道薄厚徑設(shè)計(jì)：

薄壁圓管在受到隧道頂部大能量塊石側(cè)向沖擊的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)下半部分的整體彎曲變形較小，變形以沖擊點(diǎn)局部凹陷為主。

根據(jù)Hertxz接觸力學(xué)理論，采用Thornton假設(shè)，設(shè)材料具有理想彈塑性，則兩接觸物體之間的接觸壓力，在能量分析的基礎(chǔ)上，圓管受到側(cè)向沖擊時(shí)局部凹陷值△與側(cè)向載荷P之間的關(guān)系，則可推出圓管受到側(cè)向沖擊時(shí)局部凹陷值，為圓管材料的屈服應(yīng)力；Ｈ為圓管的厚；Ｄ為圓管的直徑。

高分子量聚乙烯隧道逃生管道（分子量約為250萬(wàn)），規(guī)格為Φ800*30其主要參數(shù)取值為：屈服強(qiáng)度σ1=3.7GPa，彈性模量：E1=700MPa；泊松比ν1=0.42；密度：ρ1=950kg/m3。沖擊試件為塊狀花崗巖，初步選定巖塊直徑為0.67m，巖體參數(shù)取值為：彈性模量E2=40GPa，泊松比ν2=0.2，密度ρ2=2500kg/m3。巖塊重量W=611kg。

取隧道中心及邊頂部到圓管頂部的高度的極限值H為7m和5m.將塊石自由釋放，分別對(duì)高分子量聚乙烯隧道逃生管道和鋼管進(jìn)行沖擊，此時(shí)可根據(jù)能量守恒定律計(jì)算出巖塊下落速度，分別為v1=11.7m/s和v1=9.9m/s。取不同圓管壁厚H進(jìn)行計(jì)算，不同壁厚尺寸的圓管沖擊變形值得計(jì)算結(jié)果。

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