隧道逃生管是保證施工工人在隧道發(fā)生坍塌后能安全逃生的重要逃生器材，馬虎不得，因此抗沖擊性是衡量隧道逃生管是否合格的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。鄭州合縱新材是一家輕型隧道逃生管的，那么我們輕型逃生管的抗沖擊性到底如何呢？為了更有說服力，我們用實驗來論證。

試驗材料

Q235螺旋縫埋弧焊鋼管   VS    超高分子量聚乙烯--輕型逃生管道

1.Q235螺旋縫埋弧焊鋼管：規(guī)格為Φ620×10。屈服強度σ1=215GPa，彈性模量彈性模量E1=210MPa；泊松比ν1=0.25。

2.超高分子量聚乙烯輕型逃生管道（分子量約為250萬）：規(guī)格為Φ800×30mm，屈服強度σ1=3.7GPa，彈性模量E1=700MPa；泊松比ν1=0.42。

試驗要求及方法

    采用尺寸規(guī)格相近的鋼管與超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道從距圓管頂部的高度H為10m的地方將重物自由釋放，進行沖擊對比試驗，驗證超高分子量聚乙烯輕型逃生管道的可靠性。

1.沖擊試件為塊狀花崗巖，初步選定巖塊直徑為0.87m。巖體參數(shù)取值為：彈性模量E=40MPa；泊松比：ν1=0.2；%密度ρ1=2500kg/m3 ；巖塊重W=611kg。

2.圓管墊層為平整放置的砂袋，墊層厚250mm，寬800mm。

試驗過程

   用于隧道施工逃生的薄壁圓管自由放置于平整墊層上，當(dāng)受到落石沖擊荷載作用時，圓管底部主要受墊層豎向和橫向摩擦約束作用。沖擊試件離圓管頂部距離主要取決于隧道斷面的開挖高度。

   本試驗取隧道中心頂部到圓管頂部的高度的極限值H為10m，將塊石自由釋放，分別對超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道和鋼管進行沖擊。實驗結(jié)果超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道受到?jīng)_擊后，石塊被彈出，管道幾乎沒有受到損傷，耐沖擊性能良好；鋼管在受到?jīng)_擊后，管道被砸扁，發(fā)生不可恢復(fù)性形變。 

    
    
                                      變形的鋼管
    

                      完好無損的超高逃生管

     為了明確沖擊能量的大小，對石塊從10m高處自由落下的沖擊力及圓管形變量進行計算。在石塊自由下落時，石塊瞬時速度可由能量守恒定律求出，Vt=14m/s。同時，可計算出超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道和鋼管所受沖擊力和變形量如下表所示。    

    結(jié)果中可以看出，10m高處落下的石塊的沖擊能非常大。同時，超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道抗沖擊性能*，外力沖擊不能使其破裂。而且，其具有很好的韌性和吸收沖擊能的性能，受到大石塊沖擊的過程中，能夠吸收大部分的沖擊能，減少對管道的破壞。鋼管抗沖擊性能不如超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道，且其在受到石塊砸擊之后發(fā)生不可恢復(fù)性形變，難以恢復(fù)。 

試驗結(jié)論

   采用超高分子量聚乙烯輕型逃生管道對公路隧道施工應(yīng)急救援通道進行了設(shè)計。 同時，超高分子量聚乙烯--隧道逃生管道的結(jié)構(gòu)尺寸符合人體工程學(xué)原理，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便。 后，通過對超高分子量聚乙烯輕型逃生管道和鋼管進行抗沖擊性對比試驗，驗證了超高分子量聚乙烯輕型逃生管道應(yīng)用于公路隧道施工應(yīng)急救援的可靠性。