Файл: Кушнарев Д.М. Использование энергии взрыва в строительстве.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 146
Скачиваний: 0
В состав установки входит вакуумная взрывная камера, в ко торой можно взрывать до 200 г аммонита.
Рентгеновская трубка (РТ) представляет собой стекляннометаллический баллон, внутри которого по оси проходит алю миниевый стержень, оканчивающийся острием с углом заточки 60°. Это острие является анодом. Катодом служит стальной
Рис. 59. Принципиальная схема рентгеноимпульсной установки
/ — взрывная камера; 2 — испытываемый образец; 3 —датчик
цилиндр, соединенный с заземлением. Предварительно разреже ние в трубке создается механическим насосом ВН-461, затем паромасляным диффузионным насосом ЦВЛ-100. На стекле, вы полняющем роль изолятора, намотан индуктивный делитель напряжения для обеспечения равномерного падения напряжения и предотвращения пробоя по стеклу при высоких импульсных напряжениях. Длительность рентгеновской вспышки составляет 0,1—0,5 мксек. Оптимальная величина промежутка— 10—16мм.
В качестве генераторов импульсного напряжения использо ваны три секции по три стандартных блока конденсаторов ГИ-500. Генератор заряжается от высоковольтного выпрямителя до напряжения 70—100 кв, причем все его конденсаторы соеди нены параллельно и находятся под зарядным напряжением. В ус тановке предусмотрена синхронизация срабатывания ее и взры ва заряда ВВ.
Анод рентгеновской трубки в первом приближении можно считать точечным источником рентгеновских лучей, которые рас-
МО
пространяются прямолинейно. При отсутствии среды или малой ее плотности между источником и исследуемой моделью можно считать, что в пространстве устанавливается поле рентгеновских лучей, интенсивность которых убывает обратно пропорциональ но квадрату расстояния:
J = — |
e~»d, |
(IV.54) |
4лг"- |
ѵ |
|
где 5 — количество у-квантов, |
обладающих энергией е; |
|
г— расстояние; |
|
|
(.1 — линейный коэффициент ослабления |
рентгеновских |
|
лучей; |
|
|
d — толщина преграды. |
|
|
Оптимальное расстояние объект—пленка при данном положе нии рентгеновских трубок, когда нет смысла приближать плен ку к объекту, будет равно:
|
Ь = |
^ , |
|
(IV.55) |
где NB— |
собственная нерезкость |
эмульсионного |
покрытия рент |
|
геновской |
пленки H усиливающего |
экрана; |
а — расстояние |
|
анод — пленка; Ф — размер источника |
излучения. |
|||
Собственная нерезкость для условий нашего эксперимента составляет 0,25 мм. Размер фокусного пятна рентгеновской труб ки равен диаметру вольфрамового наконечника на аноде и обыч но составляет 2,5—3 мм. Расстояние анод—регистрирующая рентгеновская пленка постоянно и равно 172 см. Поэтому опти мальное расстояние образец—пленка, определенное по формуле (IV.55), равно 22 см.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ НАРУШЕНИЯ ГРУНТОВ ПРИ ВЗРЫВАХ
Для наиболее полного учета влияния взрыва на окружающую среду и выбора оптимального расположения заряда нами пред лагаются уточненные методы расчетов, разработанные на осно вании результатов натурных наблюдений и изучения поперечных сечений выемок, образованных взрывом.
Разрушаемую взрывом породу практически и теоретически можно разделить на две зоны: полного разрушения и трещинообразования (рис. 60). Полным считается такое разрушение по роды, когда без особых затруднений возможна разработка ее экскаватором; при разработке породы в зоне трещинообразования требуется производить небольшие по мощности взрывы. Обе указанные зоны имеют форму, близкую к полуэллипсоидам вращения, центром которых принимается точка О, лежащая на пересечении линии наименьшего сопротивления породы с поверх ностью. Размер вертикальной полуоси полуэллипсоида, совпада ющей с направлением линии наименьшего сопротивления, со ставляет:
141
а) |
до границы |
зоны трещииообразования |
(растрескивания) |
|
|
|
аТ р = w + гтр, |
(IV.56) |
|
где |
w —линия |
наименьшего сопротивления |
от центра заряда |
|
|
до дневной поверхности; |
|
||
б) |
г Т р — радиус сферы трещииообразования; |
|||
до границы полного |
разрушения |
|
||
|
|
ар |
w + г с ж , |
(IV.57) |
где /-„к радиус сферы сжатия
2
|
Рис. 60. Схема действия сосредоточенного заряда выброса |
||||
|
А — зона |
разрушения; |
Б —зона |
трещииообразования; |
/ — очертание |
|
видимой |
воронки выброса; 2 — навал породы после взрыва; 3—заряд В В |
|||
Размер полуосей полуэллипсоидов вращения, перпендику |
|||||
лярных направлению линии удара, составляет: |
|
||||
а) |
до границы зоны |
трещииообразования |
|
||
|
|
bTp |
= nw + (rrp-rcJ, |
(IV.58) |
|
где п — показатель выброса, на который рассчитай заряд; |
|||||
б) |
до границы полного разрушения |
|
|||
|
|
|
bp |
= nw. |
(IV.59) |
Для глубинных зарядов, при взрыве которых не образуется воронок выброса или рыхления (камуфлетные заряды), зоны разрушения и трещииообразования могут быть определены со ответственно величинами радиусов г с ж и гТ р:
|
0,62 / |
Q3ap Асж = 0,62ш /f (п) |
дксж |
(IV.60) |
|
г т р |
= 0,62 t |
Q3 a p kTp |
= 0,62а;//(n) qkTp, |
(IV.61) |
|
где Q3 a p = / (n) qw:l—величина |
сосредоточенного |
заряда в кг; |
|||
|
q — удельный |
расход в кг/м3 |
взрывчатого ве |
||
|
щества для зарядов нормального выброса |
||||
КУЛ, |
(при п=\); |
|
|
||
^тр — соответственно коэффициент |
сферы сжа |
||||
|
тия и трещииообразования (табл. 10). |
||||
142
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
10 |
|
|
|
|
|
Коэффициент |
Коэффициент сферы |
||
|
Грунты |
|
крепости по |
||||
|
|
Протодьяко- |
сжатия к с ж |
|
|||
|
|
|
|
нову / |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
категории |
|
|
|
600—1200* |
|
|
11 |
» |
|
|
— |
300—600* |
|
|
III |
» |
|
|
— |
300—600* |
|
|
IV |
» |
|
|
— |
(100—150)—300* |
||
|
|
|
1 |
0,8 |
40—50 |
|
|
|
|
|
|
1 |
32—40 |
|
|
|
|
|
|
1,5 |
21—30 |
|
|
|
|
|
|
2 |
16—20 |
|
|
|
|
|
|
3 |
11 — 14 |
|
|
|
|
|
|
4 |
8—10 |
|
|
|
|
|
|
5 |
6,5—8 |
|
|
|
|
|
|
6 |
5,5—6,5 |
|
|
|
|
|
|
8 |
4—5 |
|
|
|
|
|
|
10 |
3,2—4 |
|
|
|
|
|
|
12 |
2,7—3,3 |
|
|
|
|
|
|
15 |
2,1—2,7 |
|
|
|
|
|
|
20 |
1,6—2 |
|
|
|
|
|
|
25 |
1,3—1,6 |
|
|
|
* Для пластичных грунтов влажностью более 15%. |
|
|
|
|
||
|
Коэффициент |
трещинообразования |
для скальных |
пород |
|||
& т |
р = (2—5)АС Ж ; для пластичных и непластичных |
грунтов |
I — IV |
||||
категории величина £ т р |
различна: для непластичных грунтов |
с |
|||||
влажностью менее |
15% |
&тр= (2-т-3)£С ж; для пластичных |
влаж |
||||
ных грунтов (особенно для глин) коэффициент сферы трещино образования близок к коэффициенту сферы сжатия; такие грун ты имеют влажность более 15%- Грунты с влажностью, значи тельно меньшей 15%, по степени разрушения приближаются к сухим грунтам и скальным породам. Отсутствие зоны трещи
нообразования за зоной сжатия у |
влажных пластичных грунтов |
||
объясняется тем, что пластичная |
среда, |
подвергаясь |
действию |
взрыва, не теряет сплошности, а только |
несколько уплотняется |
||
в определенных условиях. Это свойство пластичных |
грунтов |
||
можно использовать в практике |
с целью уплотнения |
грунтов |
|
основания плотин, дамб, выемок взрывами прострелочных заря дов, заполняя образующиеся при взрыве котлы бетоном.
Коэффициент сферы сжатия для скальных пород можно оп
ределить по эмпирической формуле: |
|
||
|
Äc« = |
Ä 1 j - p A , |
(IV.62) |
где |
—коэффициент |
неравномерности, |
принимаемый |
|
равным 0,85—1,15; |
|
|
143
/ — коэффициент крепости породы по M . М. Про тодьяконов;/;
р—относительная работоспособность взрывчатого вещества: для аммонита средней мощности р= 1 ; для аммонита № б р— 1,15; для дипафталита р = 1,1 ;
Д = 0,8-4- 1 —плотность зарядки.
Расстояние от любой наиболее удаленной точки до линии на именьшего сопротивления рекомендуется определять по форму лам, выведенным на основании схемы разрушительного дейст
вия заряда: |
|
|
|
|
|
||
а) |
до границы разрушения |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(IV.63) |
б) |
до границы |
трещинообразования |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(IV. 64) |
На уровне заложения |
заряда эти величины составляют: |
||||||
а) |
до границы |
разрушения |
|
|
|
||
|
|
|
е р = |
bJLYap-w~ |
(IV.65) |
||
б) |
до границы |
трещинообразования |
|
|
|||
|
|
|
е т р = ^ Р - Ѵ Ч р - о " , |
(ІѴ.66) |
|||
где |
Ьтр |
и Ьр—размеры |
полуосей |
зоны |
трещинообразования |
||
|
|
|
и зоны разрушения; |
|
|
||
л'т р , хр |
и уг — координаты точек |
на |
эллипсоидных |
кривых |
|||
|
|
|
зоны трещинообразования и зоны разрушения. |
||||
Поскольку известна глубина траншей, |
котлованов |
каналов, |
|||||
ниже которой грунт не должен подвергаться разрушению (ве
личина а т р ) или подвергается |
частичному разрушению |
(величи |
|||||
на а р ) , то заглубление центра |
заряда |
относительно дневной по |
|||||
верхности следует принимать |
равным: |
|
|
|
|||
а) |
при недопущении разрушения |
ниже |
проектной |
глубины |
|||
|
w |
= |
з |
|
; |
|
(IV. 67) |
|
|
1 + 0,062 |
/ f ( n ) q k T p |
|
|
||
б) |
при допущении |
частичного |
разрушения |
(наличие |
трещин) |
||
|
w = |
з |
|
, |
|
(IV.68) |
|
|
|
1 +0,062 /f (л) Яксж |
|
|
|||
где а— проектная глубина в м.
144
