工程科学学报，第44卷，第X期 比爆破安全规程27中其他建构筑物的爆破振动安 (管晓明，张良，王利民，等隧道近距下穿管线的爆破振动特征 全控制值，均在同一量级内计算合理.此外随着入 及安全标准.中南大学学报（自然科学版），2019,50(11)：2870) 射角度的增加，入射波发生全反射.透射波能量急 [3] Zheng S Y,Yang L Z.Dynamic response law of buried gas pipeline caused by blasting seismic waves of undercrossing 剧减小，因此安全振速也急剧增大，其量级远大于 tunneling.Blasting,2015,32(4):69 爆破安全规程中的其他值，因此不建议采用.综上 (郑爽英，杨立中.下穿隧道爆破地震作用下埋地输气管道的动 所述，本研究适用于计算爆炸中、远区的直埋薄壁 力响应规律研究.爆破，2015,32(4)：69) 压力管道的安全振速，计算过程中不考虑管道因 [4] Xia Y Q.Jiang N,Yao Y K,et al.Dynamic responses of a 腐蚀和接口产生的其他应力，在进行管道爆破振 concrete pipeline with bell-and-spigot joints buried in a silty clay 动安全评估时应根据现场管道运行压力的特点， layer to blasting seismic waves.Explos Shock Waves,2020,40(4): 选择计算结果中的较小值作为安全控制值 73 (夏宇磬，蒋楠，姚颗康，等.粉质黏土层预埋承插式混凝土管道 4结论 对爆破振动的动力响应.爆炸与冲击，2020,40(4)：73) [5] Zhu B,Jiang N,Jia Y S,et al.Field experiment on blasting 根据受均匀内压薄壁圆筒受力理论，结合 vibration effect of underpass gas pipelines.Chin/Rock Mech Eng. P波作用下均匀弹性介质内的应力计算，采用拟静 2019,38(12):2582 力叠加状态对爆破地震波作用下直埋压力燃气管 (朱斌，蒋楠，贾永胜，等.下穿燃气管道爆破振动效应现场试验 道应力进行了计算分析，得到如下结论 研究.岩石力学与工程学报，2019,38(12)：2582) (1)根据受力分析，爆破荷载施加前管道仅受 [6] Zhang L M,Zhao C L,Chi E A,et al.Experimental investigation 均匀内压，管道具有初始轴向和切向应力：爆破发 on allowed blasting vibration velocity of underground pipeline. Blasting,2019,36(4):146 生后，管道同时受到内压和爆破地震波P波动荷 (张黎明，赵昌龙，池恩安，等，地下管道爆破振动安全允许峰值 载作用，在进行管道应力分析时，可以根据初始应 振速试验研究.爆破，2019,36(4)：146) 力状态将地震波作用的动态过程近似用振动峰值 [7] Zhong D W,Gong X C,Tu S W,et al.Dynamic responses of PE 的最不利状态进行静力等效计算分析 pipes directly buried in high saturated clay to blast wave.Explos (2)管道初始应力受内压和管道直径、壁厚影 Shock Waves,.2019,39(3):51 响，管道动应力则主要由土层中入射到管道单元 (钟冬望，龚相超，涂圣武，等.高饱和黏土中爆炸波作用下直埋 中得折射波产生，压力管道爆破振动峰值应力与 聚乙烯管的动力响应.爆炸与冲击，2019,39(3)：51) [8] 入射波的振动幅值、频率入射角度相关；在进行安 Gong X C,Zhong D W,Si J F,et al.Dynamic responses of hollow steel pipes directly buried in high-saturated clay to blast waves 全校核时，由于管、土介质的强度、刚度差异较 Explos Shock Waves,2020,40(2):13 大，以管-土界面管道一侧强度作为安全判据较为 (龚相超，钟冬望，司剑峰，等.高饱和黏性土中爆炸波作用下直 合理. 埋钢管（空管）动态响应.爆炸与冲击，2020,40(2)：13) (3)管-土界面人射波临界角较小，管道峰值 [9]Mokhtari M.Alavi Nia A.A parametric study on the mechanical 应力随入射角度增大而减小，垂直入射时主要发 performance of buried X65 steel pipelines under subsurface 生拉伸破坏，发生全反射时发生切向破坏：压力管 detonation.Arch Civ Mech Eng,2015,15(3):668 道安全控制振速随入射角的增大而增大，随运行 [10]Mokhtari M,Alavi Nia A.The application of CFRP to strengthen buried steel pipelines against subsurface explosion.Soil Dy 内压的增大而减小，实际工程中根据管道内压实 Earthg Eng,2016,87:52 际情况，选择较小值作为安全控制值 [11]Liu Y P,Qiao L,Xu B.Dynamic response of liquid-filled pipe embedded in saturated soil due to P waves.Rock Soil Mech,2013, 参考文献 34(11):3151 [1]Zhang L M,Zhao M S,Chi E A,et al.Experiments for effect of (刘优平，乔兰，徐斌.P波作用下饱和土中输流管道动力响应 blasting vibration on underground pipeline and risk prediction.J 岩土力学，2013.34(11)：3151) ib Shock,2017,36(16):241 [12]Wang TC,Wang H.Dynamic analysis of underground liquid- (张黎明，赵明生，池恩安，等爆破振动对地下管道彩响试验及 filled pipe impacted by Pwaves.JTianjin Univ,010,43(4):349 风险预测.振动与冲击，2017,36(16)：241) (王铁成，王卉P波作用下地下输流管道的动力响应分析.天津 [2]Guan X M.Zhang L,Wang L M,et al.Blasting vibration 大学学报，2010,43(4)：349) characteristics and safety standard of pipeline passed down by [13]Ghaznavi A,Oskouei A V.The effect of three-dimensional tunnel in short distance.J Central South Univ Sci Technol,2019. earthquake P-wave propagational speed on buried continues 50(11):2870 straight steel pipelines.Eng J,2017,21(4):39比爆破安全规程[27] 中其他建构筑物的爆破振动安 全控制值，均在同一量级内计算合理. 此外随着入 射角度的增加，入射波发生全反射. 透射波能量急 剧减小，因此安全振速也急剧增大，其量级远大于 爆破安全规程中的其他值，因此不建议采用. 综上 所述，本研究适用于计算爆炸中、远区的直埋薄壁 压力管道的安全振速，计算过程中不考虑管道因 腐蚀和接口产生的其他应力，在进行管道爆破振 动安全评估时应根据现场管道运行压力的特点， 选择计算结果中的较小值作为安全控制值. 4    结论 根据受均匀内压薄壁圆筒受力理论 ，结 合 P 波作用下均匀弹性介质内的应力计算，采用拟静 力叠加状态对爆破地震波作用下直埋压力燃气管 道应力进行了计算分析，得到如下结论. （1）根据受力分析，爆破荷载施加前管道仅受 均匀内压，管道具有初始轴向和切向应力；爆破发 生后，管道同时受到内压和爆破地震波 P 波动荷 载作用，在进行管道应力分析时，可以根据初始应 力状态将地震波作用的动态过程近似用振动峰值 的最不利状态进行静力等效计算分析. （2）管道初始应力受内压和管道直径、壁厚影 响，管道动应力则主要由土层中入射到管道单元 中得折射波产生，压力管道爆破振动峰值应力与 入射波的振动幅值、频率入射角度相关；在进行安 全校核时，由于管、土介质的强度、刚度差异较 大，以管−土界面管道一侧强度作为安全判据较为 合理. （3）管−土界面入射波临界角较小，管道峰值 应力随入射角度增大而减小，垂直入射时主要发 生拉伸破坏，发生全反射时发生切向破坏；压力管 道安全控制振速随入射角的增大而增大，随运行 内压的增大而减小，实际工程中根据管道内压实 际情况，选择较小值作为安全控制值. 参    考    文    献 Zhang L M, Zhao M S, Chi E A, et al. Experiments for effect of blasting  vibration  on  underground  pipeline  and  risk  prediction. J Vib Shock, 2017, 36（16）: 241 （张黎明, 赵明生, 池恩安, 等. 爆破振动对地下管道影响试验及 风险预测. 振动与冲击, 2017, 36（16）：241） [1] Guan  X  M,  Zhang  L,  Wang  L  M,  et  al.  Blasting  vibration characteristics  and  safety  standard  of  pipeline  passed  down  by tunnel in short distance. J Central South Univ Sci Technol, 2019, 50（11）: 2870 [2] （管晓明, 张良, 王利民, 等. 隧道近距下穿管线的爆破振动特征 及安全标准. 中南大学学报 (自然科学版), 2019, 50（11）：2870） Zheng  S  Y,  Yang  L  Z.  Dynamic  response  law  of  buried  gas pipeline  caused  by  blasting  seismic  waves  of  undercrossing tunneling. Blasting, 2015, 32（4）: 69 （郑爽英, 杨立中. 下穿隧道爆破地震作用下埋地输气管道的动 力响应规律研究. 爆破, 2015, 32（4）：69） [3] Xia  Y  Q,  Jiang  N,  Yao  Y  K,  et  al.  Dynamic  responses  of  a concrete pipeline with bell-and-spigot joints buried in a silty clay layer to blasting seismic waves. Explos Shock Waves, 2020, 40（4）: 73 （夏宇磬, 蒋楠, 姚颖康, 等. 粉质黏土层预埋承插式混凝土管道 对爆破振动的动力响应. 爆炸与冲击, 2020, 40（4）：73） [4] Zhu  B,  Jiang  N,  Jia  Y  S,  et  al.  Field  experiment  on  blasting vibration effect of underpass gas pipelines. Chin J Rock Mech Eng, 2019, 38（12）: 2582 （朱斌, 蒋楠, 贾永胜, 等. 下穿燃气管道爆破振动效应现场试验 研究. 岩石力学与工程学报, 2019, 38（12）：2582） [5] Zhang L M, Zhao C L, Chi E A, et al. Experimental investigation on  allowed  blasting  vibration  velocity  of  underground  pipeline. Blasting, 2019, 36（4）: 146 （张黎明, 赵昌龙, 池恩安, 等. 地下管道爆破振动安全允许峰值 振速试验研究. 爆破, 2019, 36（4）：146） [6] Zhong D W, Gong X C, Tu S W, et al. Dynamic responses of PE pipes directly buried in high saturated clay to blast wave. Explos Shock Waves, 2019, 39（3）: 51 （钟冬望, 龚相超, 涂圣武, 等. 高饱和黏土中爆炸波作用下直埋 聚乙烯管的动力响应. 爆炸与冲击, 2019, 39（3）：51） [7] Gong X C, Zhong D W, Si J F, et al. Dynamic responses of hollow steel  pipes  directly  buried  in  high-saturated  clay  to  blast  waves. Explos Shock Waves, 2020, 40（2）: 13 （龚相超, 钟冬望, 司剑峰, 等. 高饱和黏性土中爆炸波作用下直 埋钢管(空管)动态响应. 爆炸与冲击, 2020, 40（2）：13） [8] Mokhtari M, Alavi Nia A. A parametric study on the mechanical performance  of  buried  X65  steel  pipelines  under  subsurface detonation. Arch Civ Mech Eng, 2015, 15（3）: 668 [9] Mokhtari M, Alavi Nia A. The application of CFRP to strengthen buried  steel  pipelines  against  subsurface  explosion. Soil Dyn Earthq Eng, 2016, 87: 52 [10] Liu  Y  P,  Qiao  L,  Xu  B.  Dynamic  response  of  liquid-filled  pipe embedded in saturated soil due to P waves. Rock Soil Mech, 2013, 34（11）: 3151 （刘优平, 乔兰, 徐斌. P波作用下饱和土中输流管道动力响应. 岩土力学, 2013, 34（11）：3151） [11] Wang  T  C,  Wang  H.  Dynamic  analysis  of  underground  liquid￾filled pipe impacted by P waves. J Tianjin Univ, 2010, 43（4）: 349 （王铁成, 王卉. P波作用下地下输流管道的动力响应分析. 天津 大学学报, 2010, 43（4）：349） [12] Ghaznavi  A,  Oskouei  A  V.  The  effect  of  three-dimensional earthquake  P-wave  propagational  speed  on  buried  continues straight steel pipelines. Eng J, 2017, 21（4）: 39 [13] · 8 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期