E0=(l + h AMf (n)h3, m = К (l + h / (n) h3 (14.278)
Константа Ь\ в (14.278) должна находиться как характеристика грунта по результатам экспериментальных исследований. Для связных грунтов по данным Г. И. Покровского [14.53] ориентировочно Ь\рд/Ам — 0,02 м-1.
'14.5. Некоторые результаты экспериментального исследования
подземного взрыва
1. Параметры сферических взрывных волн. Экспериментальное изучение распространения ударных волн и волн сжатия в грунтах имеет важнейшее практическое значение. Современные теоретические методы расчета не позволяют с нужной для практики точностью получить параметры поля подземного взрыва. Эти данные получаются с помощью экспериментальных методов исследования, которые могут проводиться как в лабораторных условиях, так и в естественных грунтах с их сложным строением и составом. Параметры ударных волн и волн сжатия в грунте обычно измеряются высокочастотными тензодатчиками и пьезо-датчиками и фиксируются шлейфовыми и катодными осциллографами. Датчик, фиксирующий p(t) в грунтовой волне, должен вносить минимальные искажения в поле напряжения, которое он измеряет. Для этого масса датчика и его размеры должны быть достаточно малы. Желательно, чтобы динамическая жесткость датчика была такой же, как у грунта.
Экспериментальные исследования волн в грунте позволяют определить изменение максимального давления во фронте волны рт, удельного импульса г и
Ц-5. Исследование подземного взрыва
741
времени действия волны сжатия в с расстоянием от центра взрыва г. Анализ опытных данных показывает, что максимальное давление во фронте сферической ударной волны и волн сжатия в грунте может быть представлено на основе теории размерности в виде
(14.279)
Для удельного импульса волны
і = к2щ[^у\ (14.280)
Для времени действия волны
e=yq(a + b^), (14.281)
где рт выражено в кГ/см2, вес заряда BB q — в кГ, г — в м, і — в кГ- сек/см2; в — в сек, ki, ?i, к2, ?2, а ab — эмпирические постоянные коэффициенты. Ниже приведены их значения по данным [14.3, 14.32].
В табл. 14.7-14.9 приведены опытные коэффициенты, определяющие максимальное давление рт, удельный импульс і и время в в разных грунтах для тротиловых зарядов весом 0,2... 1000 кГ при камуфлетном взрыве.
В табл. 14.7 величина O1 представляет собой отношение по объему газообразного защемленного компонента ко всему объему грунта, а величина Wi — массовая влажность, равная отношению массы воды, содержащейся в грунте, к массе твердых частиц.
Представленная в таблице величина v = O2 joi, где O2 — боковое напряжение, Oi = —рт — напряжение в направлении движения волны.
Для водонасыщенного насыпного песка (Q1 = 0,015... 0,025) величина v растет с ростом рт: прирт = 1... 10кГ/см2, v = 0,7, а прирт =30... 100кГ/см2,v = 1. Аналогично для песка с Q1 = 0,03...0,04: при рт = 1... 10кГ/см2,!/ = 0,6, а при рт = 40.. .бОкГ/см2,!/ = 1. Величина бокового напряжения O2 измеряется непосредственно из опытов в том случае, когда измеряющие элементы датчиков располагаются перпендикулярно к фронту волны.
Опыты показывают, что неводонасыщенные грунты ведут себя подобно твердым средам (по изменению v), а водонасыщенные (Q1 = 0) — как идеальные жидкие среды. Водонасыщенные грунты с защемленным воздухом (Q1 = 0,01... 0,04) при малых давлениях по свойствам приближаются к твердым средам, а при больших давлениях — к жидким средам. Сравнение v при динамическом и статическом нагружениях показывает незначительную разницу между ними.
В графе Др указан тот диапазон давления рт, в котором измерялись параметры волн в грунте. По данным таблицы видно, что зависимость рт = рт(г) для воды близка к аналогичной зависимости для водонасыщенного песка (ai = 0). Представленные в табл. 14.7 параметры волн справедливы для камуфлетных взрывов, когда заряды располагаются на такой глубине hk, что на поверхности грунта нет видимых деформаций. Величина hk ^ [м] (q — в кГ). Замеры параметров волн проводились на глубине hk. Но данные в таблице справедливы и для hk ^ 0,6 ^q. При дальнейшем уменьшении заглубления заряда параметры начинают уменьшаться за счет волн разрежения, распространяющихся от поверхности грунта. Радиус камуфлетной камеры в грунте, которая образуется при
742
Ц. Взрыв в грунте
Таблица 14.7
Константы, определяющие зависимость давления от расстояния в грунте
