книги из ГПНТБ / Строительство ирригационных каналов и котлованов взрывами на выброс

1

характеристики. По данным вычислений строились зависимости между основными характеристиками взрывов. Преимущество рас­ смотренной методики обработки заключается в том, что на основе любого взрыва можно получить для анализа значительное число исходных данных.

При обработке результатов экспериментов учитывали грунто­ вые условия и результаты обработки относили к определенному типу грунта. В основу расчетных зависимостей для удлиненных горизонтальных зарядов выброса положен принцип пропорцио­ нальности разрушенного (выброшенного) объема массе взорван­ ного заряда. На этом положении, являющемся одной из форму­ лировок закона подобия, основывается большинство применяемых формул.

Из геометрических форм воронок (выемок) видно, что для со­ средоточенных зарядов взорванный объем пропорционален вели­

Удельный расход взрывчатых веществ q зависит от показателя действия взрыва п. С увеличением п растет величина q по сравне­ нию с qu. Эти изменения корректируются введением в расчетную формулу функции показателя действия взрыва /(/г). Окончатель­ но расчетная формула имеет вид:

дению расчетного удельного расхода ВВ на функцию показателя действия взрыва. Так как расчетный удельный расход ВВ постоян­ ная величина для определенного типа грунта, то эти графики позволяют непосредственно установить вид функции показателя действия взрыва.

34

для лессовидных суглинков

= Ч«т = 2Ап 1,7

ДЛЯ ГЛИН

== qj(n) = 0,89 п2.

Из всех имеющихся формул полученные зависимости в диапа­ зоне п= 1,5—5,0 наиболее точно отражают функциональную связь рассматриваемых величии.

Для установления функции показателя действия взрыва полу­ ченные выражения необходимо разделить на величину произведе­ ния удельного расхода ВВ и коэффициента взрывной эффектив­ ности >ВВ относительно аммонита № 6 ЖВ. Проведя округления, получаем следующие выражения функции показателя действия взрыва:

для суглинков

f(n)= 1— 1,5 п1’7,

взрывания в конкретных грунтовых условиях может быть выпол­ нен по следующим зависимостям:

для суглинков, лессов, супесей

Сед = (1 -г- 1,5)qW2nl,7l, кг/м;

для глин

Сед = qW'2п21, кг/м,

где I — пересчетный коэффициент взрывной эффективности ВВ (относительно аммонита № 6 ЖВ):

,ЮЗО

где Q — теплота взрыва применяемого ВВ, ккал/кг.

Важной задачей взрывной технологии строительства является получение видимой глубины выемки, равной проектной глубине. В ряде работ [3, 32] для определения глубины выемки в грунтах предложены формулы, ’ основанные на допущении, что видимая глубина выемки зависит в основном от двух факторов: линии наименьшего сопротивления W и показателя действия взрыва п.

36

Рис. 10. Графики зависимости относительной глу­ бины выемки от показателя действия взрыва при взрывании в лессовидных (1), легких и тяжелых суглинках (2), глинах (3).

Наибольшее применение нашли формулы

Р = 0,5 Wn, Р = 0,33 W{2n — 1).

Приведенные зависимости не всегда дают близкие к действи­ тельности результаты, что указывает на важность неучтенных прочностных характеристик грунтов и их геологического строения. Видимая глубина выемки при одинаковой массе и равной глубине заложения заряда будет тем больше, чем лучше грунт поддает­ ся уплотнению (прострелке). Кроме показателя прострелки, на видимую глубину влияет угол естественного откоса грунта, разру­ шенного взрывом. Если угол естественного откоса грунта мал, грунт на откосах, распределяемый под этим углом, заполнит ниж­ нюю часть воронки, в результате чего уменьшится ее видимая глубина.

На основании результатов взрывов с различным показателем действия взрыва было установлено (рис. 10), что в зависимости от грунтовых условий искомая величина может быть выражена зависимостью общего вида:

При больших величинах показателя действия взрыва (я>2,5) глубина выемки зависит от линии наименьшего сопротивления и радиуса открытой полости, образованной в грунте при расшире­ нии продуктов взрывчатого разложения, то есть

P = W + r n.

Радиус камуфлетной цилиндрической полости с достаточной для практики точностью выражается соотношением

37

9 У

Рис. 11. Зависимости приведенных параметров выемки R и Р, показателя действия взрыва я (б), объема выброса V и расхода взрывчатого веще­ ства q (а) от приведенной глубины заложения заряда W при взрывании в суглинках.

гк.„= 0,056 КСедЛпр, м

где Лпр — показатель простреливаемости, дм3/кг. Отсюда

P = W + 0,056 У С ^ П ^ К п м,

38

где /С,— коэффициент, учитывающий глубину заложения заряда (0,8-1).

Видимая глубина выемки тесно связана с крутизной откосов, характеризующей устойчивость бортов. Вследствие параболиче­ ской формы сечения 'выемок, полученных в связных грунтах, кру­ тизна откосов является величиной переменной. Наименьшая крутизна отмечается у основания выемки, наибольшая — у днев­ ной поверхности. Среднюю крутизну откосов можно характеризо­ вать отношением полураствора выемки г к ее видимой глубине:

Т__ _Wn_

РKWn '

Следовательно, откосы выемок в зависимости от грунтовых ус­ ловий взрывания в среднем получаются в пределах 1 : 1,5—1 : 2,5. Изменение соотношения между глубиной выемки и углом откоса ее бортов возможно лишь в небольших пределах.

При устройстве выемок под профильные сооружения первосте­ пенное значение имеют вопросы, связанные с определением опти­ мальных условий взрывания, при которых расход ВВ на 1 м3 вы­ брошенного грунта минимальный. При установлении оптимальных параметров взрывания использовали принцип подобия, то есть рассматривали не абсолютные, а приведенные значения парамет­ ров взрыва и выемок. В качестве масштаба приведения принимали

удельный расход горизонтального заряда в степени ’/г, или У СедОптимальное соотношение между параметрами Сед и W (рис. 11), исходя из требования получения максимальных пара­ метров выемки — полураствора, видимой глубины, площади попе­ речного сечения и минимального расхода ВВ при взрывании в

связных грунтах, можно выразить уравнением

№= (0,45 4-0,55)1/0^, м.

Вэтом случае оптимальный интервал значений показателя действия взрыва п=3,3-^2,6. Верхние пределы значений соответ­ ствуют пластичным, хорошо уплотняемым глинам, нижний — лес­ совидным грунтам и супесям с преобладанием жестких мине­ ральных скелетных связей. Исследования показали, что наилуч­ шие результаты взрывов при минимальном расходе ВВ достига­

ются в пластичных глинах и суглинках влажностью 18—24%. С уменьшением влажности снижается пластичность грунта и уве­ личивается расход ВВ.

Применение параллельных горизонтальных зарядов для устройства широких выемок

В практике гидромелиоративного строительства возникает не­ обходимость создания открытых 'выемок при соотношении ее ши­ рины поверху к глубине в пределах 1,5—1,8 и более. Устройство таких выемок взрыванием одного траншейного заряда практи­ чески невозможно (при соотношении 1 : 6 и более) или экономи-

■39

Рис. 12. Зависимости приведенных параметров выемки R и Р, показателя действия взрыва п (б),

,объема выброса V и расхода взрывчатого веще­ ства q (а) от приведенной глубины заложения

заряда W при взрывании в глинах.

чески нецелесообразно из-за больших расходов ВВ. Поэтому обыч­ но применяют многорядное взрывание сближенных зарядов выоро са. Главное требование, предъявляемое в этом случае к взрывному способу проходки,— получение ровной выемки при минимальных

40

затратах ВВ и объемах проходческих работ. Это может быть до­ стигнуто только при оптимальной схеме размещения зарядов. Так, если два ряда зарядов расположены на значительном расстоянии друг от друга, то в результате взрыва образуются две выемки. При сближении зарядов перемычка между выемками будет умень­ шаться, и при определенном (оптимальном) расстоянии между зарядами выемки сомкнутся. Дальнейшее сближение зарядов при­ водит к незначительному увеличению раствора и глубины выем­ ки, в то же время значительно повышается расход ВВ на единицу объема выброса.

Каждому значению показателя действия взрыва п соответст­ вует определенное значение расстояния между зарядами, при ко­ тором их одновременное взрывание обеспечивает образование ровной без перемычек выемки (рис. 12). Расчет расстояний между зарядами проводят, исходя из величины линии наименьшего со­ противления W и показателя выброса п по зависимостям:

3 3

a=0, 5W(n 4- 1), a = WVf(n) = WVOA + 0,6л3.

Что же касается параметров взрывания сближенных траншей­ ных зарядов выброса, то расчетные зависимости для их определе­ ния можно вывести по аналогии с сосредоточенными зарядами. Так как необходимым условием при образовании сплошной выем­ ки без перемычек является перекрывание выемок смежных гори­ зонтальных зарядов, то расстояние между зарядами можно под­ считать по выражению:

a = W V W ) .

Для суглинков

a = W V 1 -*- 1,5/г1,7>

для пластических глин

a = W V n *.

Решая общее выражение расстояния относительно показателя сближения т , получим:

Г. И. Покровский [33], рассматривая совместное действие систе­ мы удлиненных зарядов, расположенных параллельно в одной плоскости, установил, что если расстояние не более 1,57 радиуса действия заряда, то их можно рассматривать как сплошной плос­ кий заряд.

Подставив значение радиуса полости, получим:

a < 1,57 гп < 0,88 УСеППпрКг, м.

Эта зависимость справедлива для условий взрывания в грун-

41