Характер разрушения элементов инфраструктуры при взрыве горюче - воздушной смеси. Пример решения задачи

 

Задача. Определить характер разрушения элементов локомотивного депо при взрыве горюче-воздушной смеси (ГВС) на складе дизельного топлива, если масса топлива на складе Q ₀ = 200 т; расстояние до 1-го стойла 350 м; до 2-го стойла 280 м; до здания пескосушилки 500 м; до локомотива, стоящего перед 1-м стойлом 520м.

Характеристика элементов объекта: здание пескосушилки – из сборного железобетона, здания стойл для локомотивов – каркасные шлакобетонные.

 

Решение. Рассчитаем расстояние для различных значений избыточного давления по закону подобия взрывов:

 

R _и / R _х = , (6.1)

 

где, R _и - известное расстояние при взрыве ГВС от 1000 т дизельного топлива, (табл. 6.1); R _х – неизвестное расстояние при заданном количестве топлива, м; Q _и - топливо массой 1000 т; Q ₀ - количество топлива на складе, т.

 

Находим постоянную величину правой части уравнения закона подобия взрывов:

 

= 1,71.

Таблица 6.1

Предельные расстояния при различных значениях избыточного давления

от взрыва горюче-воздушной смеси при массе дизельного топлива 1000 т

 

Избыточное давление Δ Р ф, кгс/м2				0,5	0,3	0,2	0,1
Расстояние от центра взрыва ГВС, м

 

Определяем расстояние для избыточных давлений Δ Р _ф соответственно для 3,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,3; 0,2; 0,1 кгс/см² при взрыве ГВС от 200 т дизельного топлива:

R ₃ = 320 / 1,71 = 1,87 м;

 

R ₂ = 380 / 1,71 = 222 м;

 

R ₁ = 520 / 1,71 = 304 м;

 

R _0,5 = 760 / 1,71 = 444 м;

 

R _0,3 = 1040 / 1,71 = 608 м;

 

R _0,2 = 1340 / 1,71 = 783 м;

 

R _0,1 = 1920 / 1,71 = 1122.

Построим график изменения избыточного давления в зависимости от расстояния от центра взрыва ГВС (рис. 6.1).

 

Рис. 6.1. Изменение избыточного давления в зависимости

от расстояния от центра взрыва ГВС

По расстоянию от места расположения склада горюче-смазочных материалов (ГСМ) до элементов объекта определяем избыточное давление, воздействующее на элемент объекта:

- на стойло №1 воздействует избыточное давление 0,8 кгс/см² ;

- на стойло №2 воздействует избыточное давление 1,6 кгс/см²;

- на здание пескосушилки воздействует избыточное давление 0,4 кгс/см²;

- на локомотив воздействует избыточное давление 0,35 кгс/см².

Согласно табл. 6. 2 здания стойл № 1 и № 2 будут разрушены полностью, здание пескосушилки получат средние разрушения, локомотив повреждений не получит.

Таблица 6.2

Избыточное давление Δ Р _ф, кгс/м² на фронте ударной волны, вызывающее

разрушение зданий и основных сооружений железной дороги

 

Здания и сооружения	Разрушения
слабое	среднее	сильное
железнодорожный путь	1-1,5	1,5-3	3-5
мосты с металлическими пролётными строениями: длиной до 45 м; длиной 100 м и более	0,5-1 0,4-0,6	1-2 0,6-1	2-2,5 1-1,5
мосты железобетонные с пролётным строением длиной 20…25 м	0,5-1	1-2	2-3
мосты деревянные	0,2-0,5	0,5-0,8	0,8-1
здания с металлическим каркасом	0,1-0,3	0,3-0,4	0,4-0,6
здания кирпичные: малоэтажные многоэтажные	0,1-0,15 0,08-0.1	0,15-0.25 0,1-0,2	0,25-0,35 0,2-0,3
здания деревянные	0,06-0,08	0,08-0,12	0,12-0,2
подстанции (трансформаторные, тяговые)	0,1-0,3	0,3-0,6	0,6-0,7
водонапорные башни	0,1-0,3	0,3-0,6	0,6-0,7
контактная сеть, воздушные линии связи	0,2-0,5	0,5-0,7	0,7-1,2
подземные кабельные линии	2-3	3-6	6-10
подземные линии водопровода, газопровода	4-6	6-10	10-20
станочное оборудование депо	0,1-0,2	0,2-0,6	0,6-0,7
Кузнечно - прессовое оборудование	0,5-1	1-1,5	1,5-2
вагоны, платформы, цистерны	0,2-0,4	0,4-0,6	0,6-0,9
локомотивы	0,5-0,7	0,7-1	1-1,5
автомобили: грузовые легковые	0,2-0,4 0,2-0,2	0,4-0,5 0,2-0,45	0,5-0,6 0,45-0,65

 

Примечание:1. Полное разрушение сооружений наступает при избыточных давлениях, превышающих верхнюю границу для сильных разрушения.

2. За предел устойчивости сооружений принимается нижняя граница для средних разрушений.

 

Возможными мероприятиями по снижению степени разрушения могут быть:

- уменьшение количества топлива на складе;

- обвалование склада ГСМ;

- увеличение расстояния между складом и сооружениями локомотивного депо.