Page 131 - 《振动工程学报》2026年第2期

第 2 期 赵博文，等：埋地铸铁管道落石冲击响应现场试验研究 447

2 m
遥控脱钩器
2 m 1 m 1 m 1 m 1 m 2 m
应变信号线 1 m
内置应变砖
1 2 3 4 5
33 cm
落石 (a) 测点布置
(a) Arrangement of measurement points
30 m
管道轮廓线 Y7
Y3
管道中轴线 吊车 Y1 Y2 Y4 Y6 Y8
管道中线 Y5
6 m 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5
(b) 测点断面布置
1 m
(b) Layout of measurement sections
12 m
1 m 素填士
2 m
粉质黏土
1 m 球墨铸铁管道
z

x o y (c) 管道放置 (d) 内部测点布置

(c) Pipeline placement (d) Arrangement of internal
图 1 落石冲击试验示意图 measurement points
Fig. 1 Schematic diagram of rockfall impact experiment
设置 8 个动态应变测试位点获取动态应变，每个测
试位点由 2 条应变片垂直粘贴组成，分别测量管道
轴 向 与 环 向 应 变， 应 变 片 规 格 为 50 mm， 电 阻 值 为
120 Ω，使用 1/4 桥方式通过屏蔽线缆与 DH 8302 应 (e) 应变片布置 (f) 信号采集系统
变测试仪相连，采样频率为 2 kHz，如图 2 所示。 (e) Arrangement of strain gauges (f) Signal acquisition system

图 2 测试点布置图
1.2 试验步骤 Fig. 2 Test point layout diagram

根据既定的试验方案，本试验的试验步骤图如
图 3 所示，具体实施步骤如下：
（1）试验准备。根据试验方案要求以及管道沟
槽相关规定，利用挖掘机在试验场地内的既定位置 勘察取样 开挖沟槽 浇筑落锤
挖掘长约 10 m、宽约 1.2 m、深约 3 m 的沟槽，在管道
一端预留坡比约为 1∶1.7 的工作坡道，为后期传感
器布置与土体取样提供工作平面。同时，在沟槽内
用石膏粉画出轴向中线与径向中线，在中线交点即 放置管道 回填夯实 测点布置
中心点处放置土压力传感器。
（2）冲击落石浇筑。根据试验目的，制作直径约
为 33 cm 的不锈钢球形模具，首先将一半 C30 混凝土
连接仪器 定位冲击点 冲击与测试
拌合料浇入模具中，然后将预制应变砖插入混凝土
图 3 试验步骤图
料中，随即浇筑剩余混凝土，经过 24 h 的养护后拆除
Fig. 3 Experimental procedure diagrams
不锈钢球形模具，随后将落石放入混凝土养护箱中
养护 28 d 后待用。 的回填土密实度不小于 90 %，确保管道与土层密切
（3）管道埋设。清洁试验选定的球墨铸铁管，保 接触。
证管道内平滑、清洁、无油污。将管道吊起安放至 （4）测点布置。为了采集管道的动态响应数据，
标记线处，在管道上方正中处放置土压力计，并使用 在管道内布置了 8 个应变测试位点，每个位点都有
原位土分层回填、夯实至地表标高。回填过程中， 一片轴向应变片与一片径向应变片粘贴于管道内部。
使用密实度测量仪测定土层密实度，保证管道上方 （5）连接仪器。将上述应变砖、应变片与通过时