Файл: Строительство ирригационных каналов и котлованов взрывами на выброс..pdf

Далее движение нижней от заряда части среды постепенно пре­ кращается, а верхнего свода грунта продолжает развиваться в вертикальном направлении со скоростью 11 м/с до полного раз­ рушения свода.

Дальнейшее увеличение глубины заложения заряда приводит к снижению скорости выброса, вследствие чего уменьшаются па­ раметры выемки (глубина и ширина).

Таким образом, по кадрам киносъемки прослеживаются сле­ дующие стадии развития взрывного процесса:

начальное возмущение среды, проявляющееся в приподнятии свободной поверхности и искривлении слоев грунта;

движение среды в вертикальном направлении вверх от заряда и образование свода над газовым пузырем. Скорость перемещения верхней части среды растет с уменьшением глубины заложения заряда;

движение среды вниз от заряда, сопровождающееся ее уплот­ нением;

развитие выемки взрыва, проявляющееся в разрыве среды над газовым пузырем и разлете частиц грунта.

Взрыв зарядов в аналогичных условиях, но с разной глубиной заложения приводит к изменению количественных характеристик, сопровождающих взрыв. Так, если говорить о характере движе­ ния свободной поверхности при различных заглублениях заряда, то он одинаков. Однако количественные характеристики меняют­ ся. Значения максимальных скоростей движения итах, высота наи­ большего подъема поверхности /г, когда происходит разрушение грунта на отдельности, а также времени т развития подъема при­ ведены ниже:

Степень возрастания кинетической энергии выбрасываемого грунта зависит от глубины заложения заряда. Так, при взрыве за­ ряда на глубине 20 г3 скорость примерно в 2 раза больше началь­ ной, а при 157 = 30 г3 и Ц7 = 40г3 скорости примерно равны. Отме­ тим, что в начальный момент взрыва не наблюдается скачкооб­ разного возрастания скорости, что 'свидетельствует о неупругом характере деформаций в суглинке. Поэтому увеличение скорости подъема свободной поверхности в первом случае можно объяснить только действием давления в продуктах взрыва, так как свобод­ ная поверхность ограничивает прирост массы грунта, вовлекаемой в движение. Как известно, максимальная кинетическая энергия грунта

где т — масса поднимающегося объема;

28

Влияние свободной поверхности проявляется и на движении грунта под зарядом. Очевидно, что наибольшее смещение грунта вниз должно быть при взрыве заряда камуфлета. Эксперименталь­ ные данные показывают, что с увеличением W растет смещение грунта вниз во времени. Отклонения движения от оси заряда тем больше, чем меньше заглубление заряда. Об этом свидетельствуют следующие данные:

Приведенные данные хорошо согласуются с известным поло­ жением из практики, что параметры полости при взрыве на выброс заряда, размещенного от поверхности на оптимальной глубине, всего на 20—30% меньше размеров полости при взрыве заряда камуфлета. Установлено, что с ростом глубины заложения заряда несколько увеличивается плотность грунта и соответственно умень­ шается его пористость (табл. 2). Если же рассматривать содер­ жание фаз грунта (твердой, жидкой, газообразной) по объему, прежде всего наблюдается увеличение твердой фазы и уменьше­ ние газообразной.

Таблица 2

Итак, проведенные исследования показали, что существуют оп­ тимальные соотношения между глубиной заложения заряда и па­ раметрами заряда, главным образом его радиусом, при котором происходит наиболее полная передача энергии продуктов, детона­ ции окружающей среде. Это приводит к существенному повыше­ нию полезной работы взрыва: улучшается качество уплотнения и увеличиваются массы выброса грунта, расположенного над за­ рядом.

29

Создание открытых линейно-протяженных выемок взрывами одиночных траншейных зарядов

В практике важное значение при строительстве сооружений взрывным способом имеет вопрос определения расчетных пара­ метров взрывания. С этой целью были выполнены маломасштаб­ ные экспериментальные взрывы линейно-протяженных зарядов вы­ броса [2]. Технология работ заключалась в следующем: по оси намечаемой выемки открывали узкую траншею заданной глубины и на дно ее укладывали удлиненный горизонтальный заряд, затем траншею засыпали и осуществляли взрыв. При взрывании при­ меняли капсульное инициирование зарядов.

Проведенные эксперименты показали, что взрывание горизон­ тальных удлиненных зарядов в узкой траншее достаточно про­ стой, надежный и эффективный способ производства взрывных работ для получения открытых выемок. Экспериментальные ра­ боты проводили в суглинках, в тяжелых суглинках объемным ве­ сом 1,73—1,86 Г/см3 и весовой влажностью 11,6—16,7% с извест­ ковыми и гипсовыми включениями (район Каховской ороситель­ ной системы н Северо-Крымского канала), в лессовидных суглин­ ках и пластичных глинах.

Таким образом, участки экспериментальных исследований ох­ ватывали широкий диапазон грунтовых условий, почти все виды связных грунтов. Результаты некоторых взрывов приведены в таб­ лице 3.

В качестве ВВ в опытах использовали прессованный тротил, аммонит № 6 ЖВ, зерногранулит и игданиты. Расход ВВ коле­ бался от 1 до 32 кг/м при длине зарядов от 4 до 40 м, глубина заложения зарядов — от 0,25 до 1,8 м с различным показателем выброса.

Для сопоставимости результатов действия взрыва разных по массе зарядов был применен метод подобия, основанный на по­ ложении, что уравнения сплошной среды не изменяются при рав­ номерном изменении масштаба длины и времени. При этом необ­ ходимыми условиями являются: постоянство свойств продуктоввзрыва и неизменность характеристик среды при различных мас­ штабах взрывов. При сопоставлении результатов взрывов пара­ метры расположения зарядов и размеры получаемых выемок от­ носили к единице массы (расход ВВ на 1 м) в степени '/2. В экс­ периментальных взрывах с небольшой глубиной заложения зарядов (до 10 м) принятая степень приведения достаточна. При значительном увеличении масштабов взрыва, согласно М. Д. Нордайну [28] и Г. И. Покровскому [31], эта степень уменьшается.

При экспериментальных взрывах фиксировали основные раз­ меры образуемых взрывом выемок, а также фактические линии наименьшего сопротивления и массы зарядов. На основе этих данных вычисляли показатели действия взрыва, относительные глубины выемок, удельные расходы ВВ и другие вспомогательные

30

—

Продолжете