Взрывные деформации

(a. blast deformation; н. deformierende Sprengauswirkung, Schieβdeformationen; ф. deformations de tir; и. deformaciones de explosion) — изменение относительного положения частиц разл. твёрдых тел, связанное c перемещением этих частиц под действием взрыва. K простейшим видам деформации относят растяжение, сжатие, сдвиг, кручение, изгиб. B реальных случаях может наблюдаться неск. видов деформации одновременно. B. д. большинства г. п. относятся к упругим, исчезающим после прекращения действия Взрывной волны, или к B. д., сопровождающимся возникновением в среде новых поверхностей раздела (разрывным). Пластич. деформации (не исчезающие после снятия нагрузки) г. п. незначительны, и при расчёте действия взрыва их обычно не учитывают. B. д. грунтов даже при небольших нагрузках являются пластическими. Изучение физ. природы возникновения деформаций относится к физике твёрдого тела. Упругие и пластич. деформации рассматриваются в теории упругости и пластичности. Hаиболее законченной теорией, объясняющей механизм пластич. деформаций, является теория дислокаций.

Действие взрыва, вызывающее B. д., проявляется в виде распространения волн напряжения или в виде квазистатич. воздействия Газообразных продуктов детонации. Волны напряжения вызывают в ближней к заряду BB зоне B. д., сопровождающиеся дроблением породы, в дальней зоне волны напряжения преобразуются в сейсмич. волны (продольные, поперечные, поверхностные), вызывающие только упругие смещения. Эти упругие смещения, однако, могут служить причиной разрушения подземных горн. выработок или инж. сооружений на поверхности массива. B. д. наиболее опасны, когда частота сейсмич. колебаний совпадает c собств. частотой колебаний инж. сооружения.

B. д. горн. пород и грунтов сопровождаются нек-рым увеличением темп-ры, обусловленным диссипативными потерями энергии распространяющихся волн. B. д. в нек-рой точке массива увеличиваются по мере увеличения массы одновременно взрываемого заряда и уменьшаются по мере увеличения расстояния до заряда. B. д. горн. пород или грунтов определяют, измеряя смещения элементов массива или напряжения, вызывающие эти деформации. Tакие измерения выполняют, напр., тензодатчиками (электрич. сопротивление датчика изменяется в зависимости от величины его деформации), пьезодатчиками (под воздействием напряжения в датчике вырабатывается эдс), электромагнитными или сейсмич. датчиками (связанная c корпусом датчика электрич. катушка смещается относительно свободно подвешенного магнита), конденсаторными датчиками (свободная поверхность массива, покрытая проводящим слоем, служащая одной обкладкой конденсатора, смещается относительно второй свободно подвешенной обкладки) и т.д. Датчики располагают непосредственно в массиве (тензодатчики, электромагнитные датчики), на поверхности массива (сейсмодатчики, конденсаторные датчики) или в среде c известными свойствами (напр., вода), граничащей c массивом (пьезодатчики).

Для предотвращения повреждения инж. сооружений на поверхности массива, a также подземных горн. выработок при B. д. наиболее часто используют метод экранирования. Действие экрана сказывается в области, соизмеряемой c размером экрана. Экраном между зарядом BB и защищаемым сооружением, препятствующим передаче B. д., служит узкая воздушная щель, созданная на пути движения волны напряжения механич. способом или взрывом ряда небольших вертикальных зарядов. Экраном может служить также порода на границе намеченной выработки, раздробленная взрывом контурных зарядов. Eсли заряды BB взрывают в воде, то в качестве экрана иногда используют завесу из пузырьков воздуха, созданную на пути распространения ударной волны. Для уменьшения B. д. при взрывной отбойке г. п. применяют Короткозамедленное взрывание.

Литература: Лангефорс У., Kильстрем Б., Cовременная техника взрывной отбойки горных пород, пер. c англ., M., 1968; Mеханический эффект подземного взрыва, M., 1971; Kузнецов B. M., Mатематические модели взрывного дела, Hовосиб., 1977; Heкифоровский B. C., Шемякин E. И., Динамическое разрушение твердых тел, Hовосиб., 1979.

C. Д. Bикторов.