Шкала інтенсивності коливань від вибуху

Лекція 15

Сейсмічна дія вибуху

Сейсмічна хвиля – пружне збудження середовища; параметри стану на її фронті практично не змінюються. Область її дії – 120-150 r_зар і визначається загальною енергією заряду та властивостями середовища.

В зоні поширення сейсмічних коливань спостерігаються об‘ємні (поздовжні та поперечні) і поверхневі пружні хвилі.

Поздовжні – викликають коливальний рух середовища, при якому коливання співпадають з напрямком руху хвилі. У них найбільша швидкість.

Швидкість

Е – модуль пружності

g – прискорення земного тяжіння

r - щільність

m - коефіцієнт Пуассона.

Для гранітів С_р=5-6 км/с, вапняку 2,5-4,5; піщаники – 0,6-1,6, у воді С_р=1,43; повітрі 0,34 км/с.

Поперечні – коливання перпендикулярні напрямку фронту. Їх швидкість менша ;

Пісок x=0,25-0,5; глина x=0,11-0,12.

Поверхневі хвилі – вздовж відкритої поверхні.

Релея – по еліптичній орбіті С_R=0,92C_S

Лява – в шарах без вертикальних переміщень, впоперек напрямку руху хвилі.

Сейсмічні коливання збуджуються всією енергією вибуху, яка перейшла в пружні хвилі і розподіляється поміж різними хвилями з різними швидкостями та досить швидко розподіляються на групи.

Коливання поверхні землі із збільшенням відстані від епіцентру вибуху визначаються дією максимальних коливань хвиль одного типу, а не всією енергією пружних хвиль.

Найбільш загальним критерієм оцінки сейсмічної дії є швидкість коливань середовища в сейсмічній хвилі U. Швидкість коливань та власна частота коливань цивільних будинків та промислових споруд є основними параметрами, які визначають сейсмічну дію різних хвиль.

При вибухах напруження та відносні деформації будинків і споруд прямо пропорційні швидкості коливань. Тому швидкість зміщення часточок грунту найбільш зручна для характеристики сейсмічної дії вибуху.

Деформації будинків відбуваються при V>V_р. Існує шкала для визначення інтенсивності сейсмічних коливань, бали якої відповідають балам шкали інтенсивності землетрусів.

 

 

Шкала інтенсивності коливань від вибуху

		Бали	U, см/с
1.	Відчуваються приладами		0,1-0,2
2.	Відчувається в окремих випадках в тиші		0,2-0,4
3.	Відчувається деякими людьми		0,4-0,8
4.	Відчувається деякими людьми, деренчить скло		0,8-1,3
5.	Осипання тиньку, пошкодження старих будинків		1,5-3,0
6.	Тонкі тріщини в тиньку		3-6
7.	Пошкодження будинків, падіння кусків тиньку, тріщини в печах		6-12
8.	Значні пошкодження будинків		12-24
9.	Руйнування будинків, великі тріщини в стінах, падіння стін		24-28
10.	Великі руйнування і обвали будинків	10-12

 

Гранично припустимі швидкості V_p, см/с

1.	Крупнопанельні житлові будинки, старі кам‘яні будинки, історичні та архітектурні пам‘ятки	1-1,5
2.	Житлові та громадські будинки, промислові будинки із дефектами, котловні	3
3.	Адміністративно-побутові і промислові будинки, проммайданчики, високі труби, залізничні тунелі, естакади, легкі дерев‘яні споруди	5
4.	Одноповерхові каркасні будинки, металеві і монолітні, бетонні споруди, гідротехнічні тунелі, шахтні копри	12

 

Одна з найважливіших характеристик – період власних коливань будинку Т_о, величина якого залежить від жорсткості конструкцій та розподілу мас.

Інтенсивність розгойдування споруди – співвідношення Т_о/Т – коливання грунту.

При Т<<Т_о будівля нерухома

При Т®Т_о резонанс і амплітуда росте в кілька разів в порівнянні з грунтом.

Завдяки високочастотному характерові сейсмічних коливань при вибуху вони безпечні для високих гнучких споруд – труб, металевих конструкцій.

Обчислення безпечної зони за сейсмічністю

К_г – коефіцієнт грунту:

1. Скельні породи

щільні, непружні 5

порушені неглибоко 8

недим‘яного грунту h<10м

2. Необводнені піщані і глиняні породи 12

h>10 м

3. Обводнені грунти та з високим рівнем гр. вод 15

4. Водонасичені грунти 20

 

Коефіцієнт типу споруди К_с

1. Поодинокі будинки та споруди із

з/б та метал. каркасом 1,0

2. Поодинокі будинки висотою не більше 2-3 поверхів

з цеглян. і подібн. стінами 1,5

3. Невеликі селища 2,0

 

Коефіцієнт умов підривання a

1. Камуфл. та на розпушування 1,0

2. Заряд викидання 0,8

3. Напівзаглиблений заряд 0,5

 

При КСП N_{зарядів}