Page 154 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 刘天豪，等： 落石冲击下地面混凝土垫层对埋地管道的防护作用 第 4 期

Y11 Y9 Y1 Y5 Y10
Y2 Y4 Y6 Y8
Y3 Y7

Section E Section C Section A Section B Section D
图 6 测试点编号
Fig. 6 Test point number
1.4 试验结果及分析
为验证试验结果的可重复性，在相同工况下
重复开展 3 次试验。根据自由落体公式，冲击体坠
落时间约为 2.47 s，触地速度为 24.25 m/s，通过高速
摄影系统实际测得冲击体在空中总历时 2.5 s，触
地速度为 24.24 m/s，和理想计算公式基本一致。冲
击体在试验过程中未发生任何变形和破坏，混凝
土垫层产生了数条裂纹，破坏情况如图 7 所示。
试验所测得的应变时程曲线如图 8 所示，其
中 Y1、Y2、Y3、Y4 为截面 A 沿管周布置的应变
测点，Y5、Y6、Y7、Y8 为截面 B 沿管周布置的 图 7 混凝土垫层破坏情况
应变测点，各测点间隔 90°。 Fig. 7 Concrete bedding destruction
25 3

Y1
Y1
20 Y2 Y4 Y1 2 Y2 Y4 Y1
Y2
Y2
Y3
Y3
Peak tensile strain/10 −6 10 5 0 Y4 Peak tensile strain/10 −6 1 0 Y4
Y3
Y3
15
−5
−2
−10 −1
0 50 100 150 200 250 0 50 100 150 200 250
Time/ms Time/ms
(a) Peak cyclic strain in section A (b) Peak axial strain in section A
15 3
Y5 Y5
Y5 Y5
10 5 Y6 Y8 Y6 2 1 Y6 Y8 Y6
Y7
Y7
Peak tensile strain/10 −6 −5 0 Peak tensile strain/10 −6 −1 0
Y7
Y7
Y8
Y8
−10 −2
−3
−15
0 50 100 150 200 250 0 50 100 150 200 250
Time/ms Time/ms
(c) Peak cyclic strain in section B (d) Peak axial strain in section B
图 8 实测截面 A、B 应变曲线
Fig. 8 Measured A and B section strain curve
由图 8 可知，截面 A 与 B 的环向应变规律类似，截面 B 的环向应变小于截面 A。管道顶部环向先产
生拉应变，随后产生压应变，且拉应变大于压应变；顶部轴向应变与环向应变变化规律相反。冲击点正

045103-6