Снижение напряжений на фронте ударной волны через промежуточную среду

01.12.2020

С изменением условий взрывания заряда в зарядной полости, соответственно изменяются параметры волны напряжения; т. е. ее форма, длительность действия и энергия.

Исследованиями доказано, что характер воздействия взрыва на среду существенно изменяется в зависимости от того, имеется ли. между зарядом и стенкой зарядной полости промежуточная среда или заряд непосредственно контактирует с разрушаемым массивом. При наличии между зарядом и стенками зарядной полости воды, пульпы или других материалов, коэффициент преломления напряжений в породу меньше, чём при непосредственном контакте заряда с разрушаемой средой. Следовательно, в этом случае меньше и объем местных разрушений: зона пластических деформаций и зона трещинообразования.

Величина напряжений, трансформируемых в породу через промежуточную среду, находится в прямой зависимости от ее акустической жесткости.

Основываясь на этих предпосылках, был сделан вывод о возможности управления величиной напряжения, распространяющейся в массив горной породы, при условии расположения между стенкой зарядной полости со стороны массива и зарядом промежуточной среды, выполняющей функцию демпфирующей прокладки. Подбором акустической жесткости материала промежуточной среды можно регулировать напряжение и энергию в волне нагрузки. Зная акустическую жесткость заряда, промежуточной среды и породы и пользуясь законами акустики, можно рассчитать величину - напряжений и энергии на контакте заряд—порода, а также на контакте промежуточная среда—порода.

Напряжение на контакте заряд—порода (кгс/см2) определяется по формуле

где k1 — коэффициент преломления, являющийся количественным показателем изменения величины напряжении при переходе из одной среды в другую и определяемый по формуле

Здесь рс — акустическая жесткость породы, г/(см2*с); с — скорость упругой волны, м/с; рBBDBB — акустическая жесткость применяемого BB, г/(см2*с).

Как видно из формулы (31), при прочих равных условиях напряжение в породе зависит от соотношения акустических жесткостей BB и породы. При рBBDBB больше рс по породе идет слабая волна напряжений, а при рBBDBB меньше рс — более сильная. Обычно при взрывах в скальных породах имеет место случай, когда и волна напряжения, трансформируемая в массив, имеет достаточно большой запас энергии.

Наличие между зарядом и породой промежуточной среды с малой акустической жесткостью позволяет снижать величину напряжений, трансформируемых через нее в массив. При переходе через границу раздела заряд BB — промежуточная среда напряжение
Снижение напряжений на фронте ударной волны через промежуточную среду

где k2 — коэффициент преломления, учитывающий изменение напряжений при переходе волны через границу раздела заряд BB — промежуточная среда,

Здесь рпрСпр — акустическая жесткость промежуточной среды.

С удалением границы раздела заряд BB — промежуточная среда величина напряжений и энергия полны убывают. Закон изменения величины максимальных напряжений в промежуточной среде определен с помощью электромагнитной установки. В качестве промежуточной среды использован угольный шлак фракций 1 мм с акустической жесткостью 4,42*10в5 г/(см2*с), плотностью 680 кг/м3. Скорость упругой волны, установления с помощью ультразвуковом установки ДУК-20, составляет 650 м/с (рис. 33).

Для определения скорости смещения в заряде BB на контакте заряда с угольным шлаком, а также в шлаке через 5 мм один от другого установлены датчики из манганиновой проволоки диаметром 0,07 мм. Заряд аммонита ПЖВ-20 массой 10 г, плотностью 1,1 г/см3 и диаметром 20 мм устойчиво детонировал.

Датчики в BB устанавливали. на определенном расстоянии один от другого. В электромагнитном поле в них наводилась э. д. с. Разность во времени между полученными сигналами от разрыва датчиков после подачи импульса тока на взрыв давало время прохождения детонационной волной расстояния между датчиками. По известным времени и расстоянию рассчитывали скорость детонации.

Для создания плоской волны заряд инициировали азидом свинца, нанесенным на пластину, по всей плоскости которого закреплена константановая нить. В качестве вторичного инициирующего BB использовали навеску тэна массой 200 мг. Заряд длиной 30 мм помещали в пластмассовую трубку с внутренним диаметром 20 мм и толщиной стенок 3 мм.

По экспериментальным данным построен график изменения напряжений в промежуточной среде с удалением от границы раздела заряд—промежуточная среда

Для нахождения корреляционной зависимости был применен статистический метод обработки данных экспериментов. При этом тесноту связи уравнения регрессии при криволинейной зависимости определяли по корреляционному отношению, достоверность которого проверяли по критерию надежности

где n — коэффициент корреляции; on — среднеквадратичная ошибка корреляционного отношения.

Полученные величины u сравнивались с критерием надежности, соответствующим уровню значимости. Значимыми считаются коэффициенты корреляции и корреляционные отношения, абсолютная величина которых выше 0,05, что соответствует уровню надежности 0,95. В результате расчетов, проведенных на ЭЦВМ "Минск-22", получена следующая корреляционная зависимость, показывающая закон убывания напряжений (кгс/см2) в промежуточной среде для существующие границ измерений 0

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна