4. Учет динамических свойств объекта в определении предельных параметров свв

Динамические свойства объекта вытекают из его амплитудно-частотной характеристики

, (6)

где - где текущая частота, с^-1; - собственная частота основного колебания, с^-1; - затухание, с^-1.

Период колебаний грунта при взрыве в фазе максимальных смещений среды может быть определен по формуле

, (7)

где и – безразмерные эмпирические коэффициенты. Для гранита коэффициенты равны соответственно 0,005 и 0,45; мраморизованного известняка – 0,035 и 0,18; водонасыщенного песка – 0,15 и 0. Для прочих пород коэффициенты принимают промежуточные значения относительно приведенных.

Учет динамических свойств объекта сводится к определению величины (коэффициента динамичности) для частоты . Скорректированное значение предельно допустимой массовой скорости колебаний грунта в основании сооружения получается путем деления величины на коэффициент динамичности.

5. Математическая постановка задачи

В этом разделе на основе исходных данных к работе и анализа методик предыдущего раздела выбираются необходимые формулы для расчета и определяется последовательность их использования.

Для компьютерной обработки выбранных выражений составляется алгоритм программы. В зависимости от используемого пакета программ (MatLab, MathCad и др.) на основе полученного алгоритма записывается текст программы.

6. Расчет предельно допустимой массы заряда вв

По результатам расчетов для каждого из охраняемых объектов производится построение графиков зависимостей общей массы зарядов ВВ, соответствующей предельно допустимой массовой скорости колебаний грунта в основании сооружения, от произведения числа ступеней замедления на интервал замедления.

По результатам анализа графических зависимостей определяется объект с повышенными требованиями к сейсмической безопасности ведения взрывных работ.

7. Выводы и рекомендации по курсовой работе

На основе всех проведенных расчетов, анализа полученных результатов делаются выводы по работе относительно требований сейсмической безопасности охраняемых объектов.

С учетом сведений, полученных при выполнении п.2 и п.3, и выводов по работе предлагаются рекомендации по выбору оптимальных параметров БВР, обеспечивающих безопасное ведение взрывных работ по сейсмическому фактору.

Пример расчета предельно допустимой массы заряда вв

Пусть имеются следующие исходные данные: грунт – окремненные известняки; панельный жилой дом (5 этажей) с незначительными трещинами в несущих конструкциях; подземный коллектор сточных вод. При этом удаленность от эпицентра взрывных работ составляет: для дома – 1,2 км, коллектора – 0,15 км.

Порядок расчета:

1. Определим сейсмические характеристики грунта. Согласно табл. 1: 270, 1,92, среднее значение скорости распространения поперечных волн составляет 1700 м/с;

2. Вычислим предельно допустимую массовую скорость колебаний грунта в основании жилого дома. Частные ранги будут (табл. 2-3): 1, 2, 1, 1. По формуле (5) находим 5. Предельно допустимая массовая скорость, вычисленная по формуле (4), составит 0,6 см/c.

3. Вычислим предельно допустимую массовую скорость колебаний грунта, окружающего коллектор. Коллектор можно отнести к сооружениям, имеющим стратегическое значение, со сроком эксплуатации более 15 лет. Согласно табл. 4 коллектор является сооружением I класса. Допустимое значение относительных деформаций составляет 0,0001. Так как коллектор залегает в непосредственной близости от дневной поверхности, то основное сейсмическое действие на него будут оказывать поверхностные волны, скорость распространения которых в грунтах составляет примерно 0,9 от скорости распространения поперечных волн. Используя формулу (2), для предельно допустимой массовой скорости получим значение 16 см/с.

4. Произведем расчет графиков зависимостей общей массы зарядов ВВ, соответствующей предельно допустимой массовой скорости колебаний грунта в основании сооружения, от произведения числа ступеней замедления на интервал замедления с помощью формулы (3). В качестве средства вычислений используем пакет программ «MatLab». Для этого используем следующий программный код:

Основная программа

global m_Tauz, K, n, v;

K=270; n=1.92;

R=1200; v=0.6;

for i=1:60,

m_Tauz =i*0.005; M_Tauz(i) = m_Tauz;

Qmax(i) = fzero('Qfind',[0.3 10000000]);

end;

semilogy(M_Tauz,Qmax);

hold on;

R=150; v=16;

for i=1:60,

m_Tauz =i*0.005; M_Tauz(i) = m_Tauz;

Qmax(i) = fzero('Qfind',[0.3 10000000]);

end;

semilogy(M_Tauz,Qmax);

grid on;

Подпрограмма

function [y] = Qfind(Qc)

global m_Tauz,K, n, v, R;

if m_Tauz<0.15

y = v - K*(Qc^(1/3)/R)^n*(1 - 12.9*m_Tauz^2);

end;

if m_Tauz>=0.15

y = v - K*(Qc^(1/3)/R)^n*0.275 / m_Tauz^(1/2);

end;

Результат расчетов приведен на рис. 1.

Из анализа рис. 1 следует, что объектом с повышенными требованиями к сейсмической безопасности ведения взрывных работ является коллектор.