Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Физика взрыва - Орленко Л.П.
Орленко Л.П. Физика взрыва. Под редакцией Орленко Л.П. — M.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 832 c.
ISBN 5-9221-0219-2
Скачать (прямая ссылка): orlfizvzr2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 317 318 319 320 321 322 < 323 > 324 325 326 327 328 329 .. 394 >> Следующая


Pz = 2,65 г/см3. Плотность грунта как трехкомпонентной среды будет равна P0 = ctipi + ct2p2 + С(3рз. Содержание защемленного воздуха в грунте различно, в водонасыщенных песчаных грунтах ct\ = 0... 0,05, в водонасыщенной глине Qi = 0... 0,12. Для больших cti грунты переходят в неводонасыщенное состояние; воздух в порах связывается с атмосферой. Отношение объема пор (воздух плюс вода) к объему, занимаемому твердыми частицами, характеризует коэффициент пористости грунта или горной породы: кц = (ct\ + Ct2)/а^. Этот коэффициент равен: для песка 0,2... 0,35, для глины 0,5... 0,7, для мела 0,4... 0,5, для гранита 0,001... 0,05, поэтому при динамическом сжатии некоторых грунтов объемная сжимаемость может достигать 20% при давлении порядка 1000кГ/см2.

В водоненасыщенном грунте напряжения различны в разных направлениях. Эти различия достигают 40... 70 %, что свойственно металлам и другим твердым телам (см. п. 19.2).

В горных породах основные твердые частицы минералов соединены между собой цементирующим материалом, в результате между частицами действуют значительные силы сцепления. В таких средах имеют место поры и трещины, частично или полностью заполненные жидкостью (водой или нефтью) и воздухом.

При относительно низком уровне напряжений грунты и горные породы ведут себя упруго. Если напряжения в горной породе достигают некоторого предела, то происходит ее разрушение. Различают несколько типов разрушений горной породы.

Если касательное напряжение достигает в данной точке среды предельного значения сдвиговой прочности сг„, то происходит разрушение сдвига, при этом

T = C1-O2 = cs, (14.2)

где di Vi(J2 — главные напряжения, максимальное и минимальное.

В горных породах при достижении касательного напряжения г = ст8 происходит скол среды. В пластических средах (типа глины) условие (14.2) представляет собой условие возникновения пластических деформаций.

Если одно из нормальных напряжений о\ достигает прочности горной породы на разрыв сгр, т.е.

Oi = ар, (14.3)

то происходит образование трещины в горной породе.

Если сжимающее главное напряжение о\ достигает предела прочности на сжатие ас (определяется при одноосном сжатии цилиндрических образцов):

Ci = (jc, (14.4)

то происходит раздавливание горной породы.

Данные табл. 14.1 характеризуют прочность относительно небольших образцов горных пород. Вследствие наличия естественной системы трещин в массивах породы, статическая прочность последних примерно в два раза меньше, чем указано в табл. 14.1.

Прочностные характеристики горных пород, приведенные в табл. 14.1, зависят от давления р = —{а\ + а2 + Стз)/3. Для пластичных грунтов прочностные характеристики зависят от скорости деформации. В горных породах, аналогично металлам, должна существовать зависимость прочности от времени приложения нагрузки.

Для определения динамики движения среды необходимо знать динамические зависимости сжимаемости грунта или горной породы от давления при нагрузке и при разгрузке.

678

Ц. Взрыв в грунте

Таблица 14.1

Модуль Юнга Е, коэффициент Пуассона v и статические значения предельных

напряжений [14.1]

Материал
Е, кГ/см2
V
Предельные напряжения, кГ/см2

СДВИГ CTj
разрыв (Tp
сжатие (Tc

Песчатник
(3... 4) • 10s
0,1...0,25
30... 150
20...60
1700

Доломит
9,8 • 10s
0,28
120
340
1900

Известняк
(3,5... 7) ¦ 105
0,26... 0,33
30... 110
30...50
700...1600

Гранит
6,2 ¦ 105
0,22
100
80
1550

Мрамор
(3,8...7,1)-105
0,31
-
150...24O
720...1200

Сланец
7,6 • 10s
0,24...0,3
70
50
1800

Каменная соль
3,2 • 10s
0,25... 0,32
-
10
400...60O

Все эти вопросы, определяющие разрушение горных пород при взрывных нагрузках, исследованы недостаточно, что является принципиальной преградой для аналитического и численного решения различных конкретных задач в грунтах и горных породах, которые давали бы удовлетворительные расчетные результаты.

Изучение процесса движения грунтов и горных пород является более сложным, чем в таких средах, как воздух и вода. В горных породах при подземном взрыве возникают как пластическое деформирование среды, так и ее разрушение. После взрыва часть энергии остается в твердой среде в виде упругой энергии, имеют место остаточные упругие напряжения.

Если в воде и воздухе диссипация энергии происходит, во-первых, во фронте ударной волны за счет необратимого нагрева среды ударной волной, и, во-вторых, за счет вязкости всей среды, причем первый механизм имеет решающее значение для диссипации энергии, то, например, в горных породах ударная волна имеет место только при давлениях порядка IG"5 кГ/см2 (см. Приложение том 2), и поэтому основная часть энергии взрыва затрачивается на необратимые деформации и разрушение в зоне движения среды без ударных волн. Упругие же волны слабо влияют на общий энергетический баланс подземного взрыва.

В грунтах ударные волны фиксируются при относительно низких давлениях, порядка 10кГ/см2. В этом случае, вследствие необратимых объемных деформаций, кривая нагружения и кривая разгрузки не совпадают между собой, причем после разгрузки до первоначального напряжения плотность среды оказывается больше начальной, что определяет значительную величину необратимых потерь энергии в грунтах. Этот механизм диссипации имеет место как при ударном сжатии, так и при упругопластическом неударном сжатии. В воде и воздухе, после ударного нагружения и последующего изоэнтрогшйного расширения, плотность среды оказывается меньше начальной за счет необратимого ударного нагрева среды, т.е. процесс диссипации энергии в грунтах и горных породах и воде и воздухе различен по своему механизму.
Предыдущая << 1 .. 317 318 319 320 321 322 < 323 > 324 325 326 327 328 329 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.