Page 136 - 《振动工程学报》2026年第2期

452 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

4
3
2
30 y =−0.0271x +0.4067x −1.9227x +
y=21.779e −0.321x
25 R =0.9487 环向峰值应变与水平距离的函数方程为： （11）
2.5499x+2.7276
2
径向峰值应变 / με 15 式中，y 为峰值应变；x 为距冲击点水平方向距离。
20
−0.188x
（12）
y = 5.5794e
10
5 在本次试验分析中，可以较明显地看出落石距
离与管道响应之间的关系，试验结果可用于山区或
0
−1 0 1 2 3 4 5 6 7
垂直距离 / m 城市管道受落石冲击或倒塌冲击后的安全评估。进
(a) 径向峰值应变与垂直距离拟合曲线 一步地，可通过补充试验或数值方法对本次试验的
(a) Radial peak strain fitted curve with vertical distance
不同变量进行研究，探究其对管道安全性的影响，为
80
70 y=60.648e −0.378x 实际工程实践提供安全评判标准。

2
R =0.9713
环向峰值应变 / με 50 3 结 本文通过埋地铸铁管道受落石冲击现场试验，
60
论
望
展
与
40
30
20
10 分析了铸铁管道在落石冲击作用下的动态响应特
0 征，得到了以下结论：
−1 0 1 2 3 4 5 6 7
垂直距离 / m （1） 铸铁管道受冲击时，试验测量的管道内部中
(b) 环向峰值应变与垂直距离拟合曲线 心截面为最危险截面，截面顶部应变最大，以环向拉
(b) Circumferential peak strain fitted curve with vertical distance
应变为主，两侧应变基本一致，环向压应变占主导地

图 11 峰值应变与垂直距离拟合曲线
位，底部应变最小。
Fig. 11 Fitting curve between peak strain and vertical distance
（2）沿管道中垂线方向冲击，试验测量的管道内
部中心截面测点处峰值应变随着距离增大而迅速减

4.5
4.0 小；沿管道水平方向冲击，中心截面测点峰值应变减
径向峰值应变 / με 3.0 与中心截面测点应变变化趋势相同。
3.5
小趋势较缓。中心截面以外测点峰值应变变化趋势
2.5
（3）管道上方测点受冲击作用产生的管道内部
2.0
1.5
y=−0.0271x + 0.4067x −
4
3
1.0
2
1.9227x + 2.5499x+ 2.7276 峰值应变与冲击点之间距离具有较强的函数相关
0.5 性，其中径向峰值应变与距离之间的函数相关性小
2
R =0.9208
0 于环向峰值应变与距离之间的函数相关性。
−1 0 1 2 3 4 5 6 7
垂直距离 / m (4) 后续可根据本次试验所得数据，开展进一步
(a) 径向峰值应变与水平距离拟合曲线
(a) Radial peak strain fitted curve with horizontal distance 的试验或数值模拟研究，从而探究不同工况下落石
7 冲击或倒塌冲击对埋地铸铁管道的影响，实现对埋
y=5.5794e −0.188x 地铸铁管道结构的系统性维保。
环向峰值应变 / με 6 5 4 参考文献：
2
R =0.9339
2 3 [1] 何齐书，魏西涛，赵志诚，等. 球墨铸铁管在集中供热应
用的可行性探讨 [J]. 建筑科学，2022，38（2）：125-130.
1
−1 0 1 2 3 4 5 6
HE Qishu，WEI Xitao，ZHAO Zhicheng，et al. Discussion
水平距离 / m
(b) 环向峰值应变与水平距离拟合曲线 on feasibility of application of ductile iron pipe in district heat-
(b) Circumferential peak strain fitted curve with horizontal distance
ing system[J]. Building Science，2022，38（2）：125-130.
图 12 峰值应变与水平距离拟合曲线 [2] 陈建华，王强，胡磊，等. 球墨铸铁管铸件在排水系统中
Fig. 12 Fitting curve between peak strain and horizontal distance 的研究与应用 [C]//第十七届中国铸造协会年会暨第六届全
国铸造行业创新发展论坛. 2021：531-537.
径向峰值应变与水平距离拟合度为 0.92，环向峰值
[3] 魏西涛. 球墨铸铁管在供热工程应用的技术经济性研究
应变与水平距拟和度为 0.93，径向峰值应变和环向
[D]. 秦皇岛：燕山大学，2021.
峰值应变与水平距离具有较强的函数相关性。径向 WEI Xitao. Study on technical economy of application of
峰值应变与水平距离的函数方程为： ductile iron pipe in heating engineering[D]. Qinhuangdao：