1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 108
Текст из файла (страница 108)
Этот маятник состоит из свободно подвешенной мортиры (рис. 224), внутри которой помещается заряд (около 10 г) испытуемого ВВ. Взрывная камера закрывается снарядом В. При взрыве снаряд выбрасывается, а маятник силой отдачи отклоняется назад. О работоспособности ВВ судят по углу отклоненяя маятника. Действительно, суммарная работа продуктов взрыва А=А,+Ал, где А~ — работа, затраченная на поднятие маятника на вы- я 871 некотоеые еезтльтаты экспетнм витального исследования 649 соту /т, соответствующую углу его отклонения а, Ат — работа, затраченная на сообщение снаряду скорости о. Очевидно, что А,=С)8=О/(1 — - .), А,=2, где Я н д — соответственно вес маятника и вес снаряда, 1 — длина маятника (от оси качания до центра тяжести). Величина о легко может быть вычислена из условия равенства количеств движения маятника и снаряда, т.
е. Яи = ватт. Скорость отклонения маятника и определяется соотношением Я!(1 — соз а)= —, фея 2е Таким образом, работоспособность ВВ определяется соотношением А = Я/(1 — соз а)(1+ — ) —, нгм/кг, о 1ооо Ряс. 224. Морткра баллистк- ! ческого маятника. где а — навеска ВВ, выраженная в г. Результаты эксперимента показывают, что работоспособность ВВ, а следовательно и разрушительный эффект взрыва, практически не зависят от плотности заряда ВВ, что находится в согласии с теорией. Действие продуктов езрыва и ударной волны. Вследствие высокого детонационного давления, достигающего для современных бризантных ВВ порядка 2 — 2,5 ° 10а кг/смт, взрыв всегда сопровождается ударом продуктов детонации по среде, в которой произошел взрыв и образованием в последней ударной волны.
Начальные параметры ударных волн, возникающих в результате взрыва, колеблются в широких пределах в зависимости от природы среды. Так, например, в металлах (железо, сталь, медь), обладающих малой сжимаемостью, начальное давление р в ударной волны при взрыве типичных бризантных ВВ составляет 1,6 — 1,8 р» (р. — детонационное давление), в грунтах р а р„при взрыве в воде р а =0,6 — 0,7 р„а в воздухе, обладающем весьма сильной сжимаемостью и малой плотностью, р а, как правило, не превосходит 1300 — 1500 кг/см'.
В плотных средах (металлы, бетон, грунт) все параметры ударной волны по мере удаления от источника взрыва падают значительно более круто, чем в воздухе. Это объясняется существенными потерями энергии продуктов взрыва н ударной волны на перемещение и на деформацию среды. Вследствие 650 (гл. хш взвыв в воздтхв этого зона эффективного действия в подобных средах существенно меньше, чем при взрыве в воздухе. При исследовании действия взрыва в воздухе наблюдающиеся разрушительные эффекты принято делить на три группы: 1) сильные, характеризующиеся разрушением каменных и кирпичных кладок, 2) средние, сопровождающиеся разрушением переборок и деревянных частей, 3) слабые, при которых, например, разбиваются оконные стекла.
Действие взрыва е плотных средах. Взрывы ВВ в плотных средах, в том числе и в грунте, обычно сопровождаются разрушением и выбросом среды. Этот эффект известен под названием фугасного действия взрывчатых веществ. Мерой фугасного действия служит объем воронки, образовавшейся в грунте при взрыве 1 кг ВВ. Объем воронки зависит от веса и свойств заряда ВВ, от свойств разрушаемой среды и расположения заряда относительно среды. На фугасное действие ВВ существенное влияние оказывает степень углубления заряда в среду. Так, например, тротил на поверхности обычного грунта дает при взрыве воронку около 0,15 м'/кг, а при углублении заряда на 0,4 и объем воронки в указанном грунте достигает 1 м'/кг. Для расчета веса е заряда, предназначенного для выброса породы, используется известная формула Борескова е = Ав )ев (О 4.+ 06пз) (87,5) где Ф' — длина линии наименьшего сопротивления (ЛНС), т. е.
расстояние от центра заряда до поверхности породы, Й.— постоянная, зависящая от свойств породы и ВВ, 'и — показатель гв выброса, равный —. Здесь г~ — радиус воронки, измеренный яг ' на уровне поверхности породы. Коэффициент Ав для ВВ средней мощности может быть, согласно Г. И. Покровскому, определен по формуле й, = 0,80+ 0,085%, где У вЂ” категория прочности породы. У изменяется от 1 до 16 (по шкале ЕНВ н Р, 1944).
Типичная воронка выброса показана на рис. 225. Видимая глубина воронки Н. вследствие падения части породы и осыпання краев оказывается меньше, чем показано иа рис. 225, т. е, меньше, чем В'+й». Принимают, что 2г, — пт 7У,= а 671 некотовыв гвзвльтаты экспввимеитального исследования 651 1, И, Покровский на основе ряда допущений установил, что бо- лее правильно для расчета воронки выброса использовать сле- дующую зависимость: с 87~ (1 -~-ла) (87,6) где 7 — объемный вес грунта в кг/мз.
По данным Покровского, эта зависимость подтверждается для взрывов зарядов весом до 1600 г. Объем выброса при наивыгоднейшем углублении зарядов в грунте досткгает 1 — 1,5 мз/ка ВВ. При взрыве в грунте можно отчетливо наметить три зоны: сжатия, разрушения и сотрясения. Зона сжатия образуется за счет вытеснения грунта продуктами детонации и его весьма ! ! ! ! ! ! ! М! ! Рис. 22б. Воровка при взрыве иа выброс породы. В этой зависимости коэффициент пропорциональности зависит от характеристик ВВ и породы. Так, для обычных грунтов радиус сферы сжатия приблизительно равен Д, =0,453/ с. Сооружения, находящиеся в зоне разрушения, в большинстве случаев получают существенные повреждения.
Из опыта Великой Отечественной войны известно, что зоны разрушенлй наземных сооружений при взрыве авиабомб могут быть определены по эмпирической формуле /с =й'т! с м, (87,7) сильного уплотнения. Зона разрушения, расположенная за сферой сжатия, характеризуется разрушением связей между частицами грунта, его частичным дроблением и образованием трещин. В сфере сотрясения частично нарушается структура грунта. Радиус каждой нз этих зон /с 3!с. 652 [гл. хш вз»ыв в возхххе где й =0,5 для кирпичных кладок, й =0,25 для бетонных стен и перекрытий.
Вес заряда берется в килограммах. Для определения радиуса разрушений в зависимости от толщины /. стен сооружения используют формулу (87,8) которая находится в удовлетворительном согласии с опытом. Для расстояний, на которых наблюдается пролом кирпичных стен, принимают й~ =0,4, образование трещин в кирпичных стенах и отколов Й~ = 0,6, разрушение легких элементов зданий (разрушение переборок, креплений, дверей, оконных рам и т. и.) й~ = 3(Е =1). Разрушения последнего типа наблюдаются для авиабомб калибром 1000 кг на расстояниях порядка 60 м.
По данным М. А. Садовского, в очень широком диапазоне весов зарядов радиусы зон разрушительного действия опреде. ляются общей зависимостью Я =лс", где 'и меняется от 1/3 до 2/3. На основании результатов обработки экспериментальных данных можно заключить, что зона сильных разрушений прн действии авиабомб крупного калибра (ФАБ-1000 и ФАБ-2000) составляет величину порядка 30 — 35 эквивалентных радиусов заряда. Отсюда следует, что эти разрушения обусловливаются главным образом действием воздушной ударной волны. Зона непосредственного действия продуктов детонации, как указано выше, не превосходит 1Π— 12 радиусов заряда.
Представляет интерес приблизительно оценить границы, прн которых разрушение преград обусловлено импульсом (импульсивное действие) или давлением (по Садовскому — «статическое» действие). Импульсивное действие наблюдается тогда, когда соотноше« ние — ((1, а статическое действие, наоборот, когда — ))1, где т — время действия ударной волны на преграду, 6 — период релаксации преграды (для упругих систем 6 = Т, т. е. периоду собственных колебаний системы). По данным Садовского, периоды собственных колебаний наиболее распространенных элементов строительных конструкций, а также значения «статических» (г раз) и импульсивных (/раз) разрушающих нагрузок имеют значения, приведенные в табл. 122.
Согласно Олисову и Садовскому, импульсивное действие ударной волны наблюдается при — „(0,25. «Статический» харак- а 871 накото»ыа газтльтаты экспегиквнтлльного исследовании 653 Та блн ц а 122 Периоды собственных колебаннА элементов конструнцнА н разрушающие нагрузки » тер действия ударной волны наблюдается при — > 10. Следовательно, для таких элементов зданий, как стены, импульсивное действие будет наблюдаться при т < 0,002 сек и «статическое»вЂ” при т ) 0,1 сек, для застекления импульсивное действие — при т ( 0,005 и «статическое» вЂ” при т ) 0,2 сек.
Сопоставляя для заряда данного веса время действия ударной волны, вычисляемое, например, по экспериментальной формуле Садовского «=1,5г' с р'Я10 ' сек, (87,9) с периодом колебаний конструкции, можно судить, под действием какой нагрузки (импульсивной или «статической») она разрушается. Анализ, проведенный Садовским, показывает; что сильные разрушения даже при взрыве тяжелых ФАВ определяются импульсом ударной волны. Закономерности распространения ударных волн изучались многими исследователями. Наиболее обстоятельные экспериментальные исследования в этой области в Советском Союзе про. ведены Садовским, Цеханским, Олисовым н Власовым.
Для экспериментального определения таких параметров ударных волн в воздухе, как давление и импульс, которымн главным образом определяется разрушительный эффект взрыва, широкое применение получили различные механические приборы. Приборы для измерения импульсов должны иметь периоды собственных колебаний, на порядок н более превосходящий время действия ударной волны. В противном случае приборы будут измерять лишь неопределенную часть импульса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
