承插式混凝土管道爆破振动动力响应尺寸效应研究

黄一文 蒋楠 周传波 罗学东 姚颖康 夏宇磬

摘要： 为研究爆破振动作用下不同内径规格承插式混凝土管道振动响应存在的尺寸效应，通过现场邻近管道爆破试验及其振动监测数据验证，结合动力有限元软件建立多尺寸管道爆破动力数值计算模型，分析承插式混凝土管道爆破振动响应特征;基于量纲分析基本理论，考虑管道尺寸效应影响建立管道爆破振动速度预测模型;结合混凝土的动抗拉强度，提出了不同内径混凝土管道的爆破振动速度控制标准。研究结果表明：管身和管道承插口峰值应力的出现存在时间差，管身峰值应力大于管道承插口，并随着管道内径的增加，两者峰值应力差值逐渐降低;在爆破地震波作用下，混凝土管道峰值振动速度随着管内径的增加而逐渐降低。

关键词： 爆破振动; 管道尺寸; 动力响应; 承插式混凝土管道; 安全判据

中图分类号： U455.6 文献标志码： A 文章编号： 1004-4523（2021）05-0969-10

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.05.010

引 言

城区复杂环境下埋地管道工程交错纵横、环境复杂多变。承插式混凝土管道具有强度高、抗渗性好、抗外压能力强、生产效率高等优点，被广泛应用于城市给排水工程中。同时，近年来随着城市交通迅速发展，地铁等地下工程建设大量兴起，这些工程常与既有地下管道并行、交叉、跨越。爆破作为地下工程建设坚硬岩体重要的开挖手段，施工产生的地震波不可避免地对邻近混凝土给排水管道的安全性和可用性产生严重影响。保证爆破施工邻近承插式混凝土管道的安全运行，研究爆破振动作用下管道响应特征及其爆破振动安全判据具有重要的理论研究及实际应用价值。……