Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

Часто пересчитанное "экспериментальное" напряжение о интерпретируется как динамическая прочность.

Однако нетрудно видеть [92], что оно зависит от условий на скачке, геометрии образца и т.д., т.е. динамическая прочность отнюдь не свойство материала, а функционал динамического процесса.

В зоне «-» начинают прорастать трещины, но если продолжительность импульса а мала, то эти дефекты нарушают только внутреннюю структуру материала, однако не меняют несущей способности тела, подвергаемого удару. При этом длина трещины пропорциональна времени перегрузки, а степень дробления зависит от амплитуды сг , поскольку именно

сг~ определяет начальный размер трещин, готовых расти.

Таким образом, при взрывном нагружении процесс разрушения начинается по достижении статической прочности. Поэтому крупномасштабные расчеты могут проводиться на основе данных о статической прочности. Сам эффект динамической перегрузки определяет как кинетику разрушения, так и финитные изменения микроструктуры.

5.2. Фронты и эволюция сейсмических волн

5.2.1. ДИНАМИКА ИЗЛУЧЕНИЯ УПРУГИХ ВОЛН

Скорость ударного фронта уменьшается в ходе подземного расходящегося взрывного движения, но скорости упругих волн - константы вмещающего массива.

С какого-то момента ударный фронт начинает излучать упругую волну, называемую иногда упругим предвестником. Для простоты принято считать, что упругие волны излучаются внешней границей зоны разрушения Ъ.

Дальнейшие расчеты проводят на основе теории динамической упругости, в соответствии с которой смещения и и скорости смещения v могут быть выражены с помощью скалярного волнового потенциала

(5.28)

Этот потенциал включает дивергентную (расходящуюся) f j

и конвергентную (сходящуюся) части, каждая из которых удовлетворяет волновому уравнению

(5.29)

Они фигурируют в общем представлении для смещений

й = VФ + rotЧ, (5.30)

как и векторный потенциал Ч, такой что

(5.31)

В волновых уравнениях (5.29),(5.31) появились стандартные скорости Р-волны и S-волны:

Ср--

K+-G

= -G.

(5.32)

Для характеристики излучения сейсмических волн при камуфлетном подземном взрыве достаточен только потенциал fj. Этот потенциал может быть определен из уравнения (5.29),

причем благодаря сферической симметрии оператор Лапласа имеет вид

Тогда

=t--, f, = lf. с г

(5.33)

(5.34)

(5.35)

На дальних расстояниях от взрывной полости [110] эффективный вид выражения (5.34) таков:

17 Зам» № 1497

где T - характерный период; uo - смещение при Г = b; О < <Т; причем и = О вне интервала

{<0, >Т).

Скорость смещения V соответственно [ПО] имеет вид

v(f) = Jft2.sm. (5.37)

5.2.2. ОЦЕНКА СЕЙСМИЧЕСКОГО РИСКА

Теперь проведем некоторые оценки. Согласно разделу 5.1 типичный радиус поврежденной зоны А « 1 м/кг/ для взрывов в сплошных скальных породах и 6 « 0,5 м/кг/ - в пористых массивах. Полевые измерения показывают [143], что скорости V в пористых породах (например, в туфе) намного меньше, чем в сплошном массиве, но смещения U имеют тот же порядок. Это означает, что период Т = 2п и / v намного меньше (а частота со = Itv / Т намного больше) в скальных породах, нежели в пористых.

Ударная сила F, действующая на подземные сооружения поперечного сечения В, определяется так:

F = В pcv.

Поэтому первый критерий сейсмического риска для сооружения следует сформулировать для максимума скорости смещения Vmax) как это было обнаружсно в ходе полевых экспериментов [ПО]. Наименьший уровень опасности оценивается как Ю см/с, при котором в стенах старых сооружений появляются трещины. Этот уровень выше для новых зданий (20 см/с) и очень ВЫСОК (150 см/с) для небольших деревянных домов.