Ударная волна при взрыве конденсированных вв.

Взрывы большинства конденсированных веществ протекают в режиме детонации. Условно все пространство вокруг места взрыва можно разделить на три зоны: зону детонации, зону действия продуктов детонации и зону действия ударной волны.

При взрыве детонационная волна распространяется внутри вещества с очень большой скоростью. Из-за малого времени процесса детонации (~10^-5с) продукты взрыва не успевают разлететься и образуют зону детонации, представляющую собой облако газа сферической формы с высокой температурой 2000-4000^оК и давлением до 10 ГПа (100 000 кгс/см.кв). Размеры этого облака или этой зоны составляют несколько характерных размеров заряда и не зависят от его формы или от вида и состояния окружающей среды.

В зоне за пределами этого облака поражающее действие взрыва определяется действием расширяющихся продуктов детонации и по-прежнему настолько велико, что вызывает безусловно тяжелые последствия. При взрыве на открытом воздухе радиус зоны действия продуктов детонации относительно невелик и составляет около 15 средних радиусов заряда. Если же взрыв происходит в ограниченном пространстве (например, в тоннеле), форма этой зоны видоизменяется и ее размеры могу достигать значительной величины, а расширяющиеся газы усиливают метательное действие взрыва, что особенно заметно при взрывах зарядов относительно малой мощности (например 1 кг тротила).

На больших расстояниях от места взрыва на параметры среды продукты детонации уже не оказывают влияния и их значения определяются действием ударной волны и ее затуханием в зависимости от расстояния до места взрыва. Именно эта зона - зона действия ударной волны представляет практический интерес с точки зрения анализа влияния взрыва на степень разрушения зданий сооружений, технику и людей.

Поскольку скорость детонации очень велика, а масса воздуха, вовлекаемая в движение ударной волной, намного превосходит массу заряда, в ходе этого анализа для взрывов на открытом воздухе можно условно принять следующие допущения: при взрыве конденсированного ВВ энергия выделяется в точке; на всем расстоянии от точки взрыва до точки анализа его последствий действует одна и таже зависимость между параметрами ударной волны и удалением от места взрыва.

Ударная волна при взрыве газовоздушных смесей.

Взрыву газовоздушных смесей всегда предшествует образование облака, в котором горючий компонент присутствует в смеси с окислителем (как правило, с кислородом воздуха) в определенном диапазоне концентраций. Инициирование взрыва этого облака может осуществляться различными способами, после чего взрывная волна распространяется в пределах облака с огромной скоростью, доходящей до тысячи м/с.

Динамика процесса взрывного горения газовой смеси в пределах облака и значения параметров, характеризующих ударную волну за его пределами, зависят от физико - химических свойств смеси, формы и объема облака на момент взрыва, от места инициирования взрыва (у центра или края облака). Наиболее тяжелыми последствиями сопровождаются взрывные процессы при центральном инициировании в смесях стехиометрического состава.

Параметры распространения детонационной волны в пределах облака существенно не меняются. При выходе за пределы облака продукты детонации возбуждают сферическую воздушную ударную волну. На рисунке 2 показано изменение амплитуды давления при взрыве газовоздушной смеси внутри облака и за его пределами.

Для характеристики ударной волны при взрыве газовоздушных смесей используются параметры по своему физическому содержанию аналогичные параметрам ударной волны при взрыве конденсированных ВВ.

Поражающее действие взрыва.

Поражающими факторами при взрывах являются: прямое воздействие фронта ударной волны; так называемые вторичные поражающие факторы, определяемые воздействием обломков разрушающихся зданий и сооружений, осколков породы или оболочки заряда и т.; сейсмическое воздействие подземных взрывов.

Воздействие поражающих факторов взрыва на здания и сооружения.

Воздействие ударной волны взрыва может привести к различным степеням разрушения (повреждения) зданий и сооружений. Эти степени условно подразделяют на слабые, средние, сильные и полные.

Слабые разрушения не выводят объект из строя, его эксплуатация может продолжаться. Повреждения или серьезные деформации получают отдельные легкие элементы конструкций (окна, двери, крыша и т.п.). Устранение слабых разрушений возможно в процессе текущего ремонта.

Средние разрушения соответствуют разрушению второстепенных конструкций и деформации (прогибу) основных ограждающих и несущих конструкций. Средние разрушения устранимы, но требуют прекращения эксплуатации объекта и проведения его капитального ремонта.

Сильные разрушения приводят к частичному разрушению стен колонн и перекрытий, а также к полному разрушению легких конструктивных элементов. Сильно разрушенные здания не восстановимы. При таком разрушении объект в какой-то мере сохраняет свои контуры. Некоторые его элементы могут быть использованы, например для ремонта других сооружений.

Полное разрушение сопряжено не только с прекращением возможности восстановления объекта, но и с резким изменением внешних очертаний объекта, с невозможностью использования его и его элементов в какой-либо мере.