Фугасное и бризантное действие взрыва

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 9

Многочисленные формы механической работы продуктов взрыва удобно объединить в две основные группы: фугасные и бризантные.

Если энергетические характеристики ВВ определяют их потенциальные возможности, т.е. способность совершать некоторую работу (разрушение, метание и т.д.), то характеристики бризантности и фугасности позволяют оценить особенности выделения энергии, т.е. по их значению можно составить представление о самом процессе совершения работы продуктами взрыва.

Бризантность – это способность ВВ (точнее их газообразных продуктов взрыва) к местному разрушительному действию, которое является результатом резкого удара продуктов детонации по окружающей ВВ среде.

Бризантное действие ВВ проявляется лишь на близком расстоянии от места взрыва, где давление и плотность энергии газообразных продуктов взрыва велики. Максимальный эффект бризантности проявляется при непосредственном контакте заряда ВВ с окружающей средой, при условии распространения детонационной волны в направлении перпендикулярном преграде. Внешнее проявление бризантности заключается в дроблении среды. Опыт показывает, что бризантное действие зависит от энергетических характеристик ВВ, их плотности, скорости детонации и давления газообразных продуктов взрыва на фронте детонационной волны (иногда говорят «детонационное» давление).

Многие исследователи предлагали характеристики для оценки бризантности. Каст предложил вначале бризантность определять (В_П) по формуле

, (вт/м³), (2.45)

где П – потенциал ВВ (Дж/кг),

p_о - плотность ВВ (кг/м³),

t - время прохождения детонационной волны, с.

Позже Каст предложил заменить потенциал на силу (¦) равную ¦=RТ_взри принять, что время взрыва t обратно пропорционально скорости детонации (D). С учетом этого можно записать

, ( ) . (2.46)

Снитко, учитывая, что между П и f нет прямой пропорциональности, предложил вместо П использовать теплоту взрыва Q_V, а время взрыва выразить не только через скорость детонации (D), но и через линейный размер заряда l_о,например его длину:

, ( ). (2.47)

В – называется энергетическим напряжением при взрыве.

Формулы (2.45-2.47) применяются при количественной оценке бризантности. Однако они все носят до некоторой степени условный характер. Для оценки бризантности часто используют экспериментальные характеристики.

Наиболее простым и распространенным методом испытания на бризантность является проба на обжатие свинцовых столбиков (проба Гесса, см. рис.2.9). Для испытания применяются свинцовые столбики (2) диаметром 40 мм и высотой 60 мм. Свинцовый столбик располагают на массивной стальной плите (1) в вертикальном положении. На столбик помещают стальную пластинку (3) толщиной 10 мм и диаметром 41 мм, на которую устанавливается заряд (4) испытываемого ВВ массой 50г в бумажной оболочке диаметром 40 мм. При взрыве заряда ВВ (инициирование детонационным шнуром (5)) свинцовый столбик деформируется. Мерой бризантности ВВ является величина обжатия, т.е. разность высот столбика до и после обжатия:

В= h₁ – h₂ , (2.48)

где h₁ – высота столбика до взрыва, равная 60 мм,

h₂ - высота столбика после взрыва.

П.Ф.Похил и М.А.Садовский рекомендуют оценивать бризантность (В) величиной а. Функция «а» учитывает усиление сопротивления столбика по мере обжатия:

а = , (2.48)

где D h – величина обжатия столбика, т.е. бризантность, h₁ – высота столбика до обжатия, h₂ – высота столбика после обжатия.

Рисунок 2.10 - Схема сборки для испытания на бризантность по пробе Гесса:

а- до взрыва, б- после взрыва

1- стальная плита, 2- свинцовый столбик до обжатия, 2^/- свинцовый столбик после обжатия, 3- стальная пластинка, 4- заряд ВВ, 5- детонационный шнур (детонатор- тетрил)

При испытании ВВ с низкой детонационной способностью пробу Гесса несколько изменяют, помещая ВВ в стальные кольца в количестве 100 г, при этом несколько (~2 раза) увеличивается длина заряда. При малой восприимчивости ВВ к капсюлю-детонатору для возбуждения детонации применяют шашки из прессованного тетрила массой 5 г.

Для приближения лабораторных условий опыта к производственным Л.И.Бароном, Б.Д.Росси и С.П. Левчиком предложен метод оценки бризантного действия промышленных ВВ по дроблению кубиков горной породы (см. рисунок 2.11).

По этой методике заряд (2) испытываемого ВВ массой 20 г помещают в канал в центре кубика (3). Всю свободную часть канала заполняют забойкой (1) . Перед началом опыта кубики точно взвешивают и взрывают в прочном стальном сосуде (типа бомбы Долгова). После взрыва весь разрушенный материал извлекают из бомбы и подвергают его ситовому анализу.

Обычно определяют суммарный массовый выход (в%) фракции крупностью 5-7 мм.

Рисунок 2.11 - Сборка для испытания на дробление породного блока:

1- забойка, 2- заряд ВВ, 3- кубик из горной породы

Фугасностью называется способность ВВ к разрушающему действию за счет расширения продуктов взрыва до сравнительно небольших давлений и прохождения ударной волны по среде. Фугасное действие проявляется в форме раскалывания и отбрасывания среды, в которой происходит взрыв. Часто фугасность называют работоспособностью ВВ.

В качестве меры фугасности в теоретических расчетах используют потенциал (или величину потенциальной энергии) П (Е) ВВ или его удельную энергию U₁. Опыт показывает, что, кроме потенциала П (Е) или удельной энергии U₁, на фугасное действие оказывают существенное влияние такие характеристики, как удельный объем и состав газообразных продуктов взрыва. Для практической оценки фугасности (относительной работоспособности) используют так называемую пробу на расширение свинцовой бомбы (проба Трауцля).

Стандартная проба – это цилиндр размером 20х20 см² с осевым отверстием диаметром 2,5 и высотой 12,5 см. Исследуемый заряд массой М=10 г помещается на дно канала бомбы и засыпается сухим кварцевым песком, выполняющим роль забойки. За меру работоспособности Вв принимается приращение объема полости в кубических сантиметрах (DV) за вычетом расширения, производимого детонатором (V_д):

А_ф= DV - V_д. (2.49)

Величины бризантности В (мм) a и фугасности А_ф (см³) приведены ниже.

Взрывчатое вещество	Бризантность		Фугасность, см³
Взрывчатое вещество	В , мм	а	Фугасность, см³
Тротил	16	0,364	285-310
Гексоген	-	-	475-495
Аммонит 6ЖВ	14	0,305	360-380
Детонит М	17	0,396	440-460

В настоящее время для оценки работоспособности применяют метод по воронке выброса и метод по тротиловому эквиваленту.

Воронка выброса характеризуется отношением ее радиуса (r) к глубине (Г), которое называют показателем действия взрыва. Объем воронки выброса V зависит от массы и расположения заряда, свойств ВВ и от физико-химических свойств среды, в которой проводится взрыв. Сравнение работоспособностей проводят по формуле

а/а_э₌q_э/q, (2.50)

где q – масса заряда, необходимая для выброса единицы объема грунта необходимого по так называемым нормативным воронкам выброса (r/Г=1).

Тротиловый эквивалент – это относительная величина, показывающая, какой массе тротила эквивалентна единица массы исследуемого ВВ по интенсивности, образуемой при взрыве ударной волны:

к_Т = . (2.51)

Интенсивность определяют по величине изменения давления на фронте ударной волны.

Для простоты иногда к_Т характеризуют отношением теплоты взрыва исследуемого ВВ к теплоте взрыва тротила.

* М*- средняя молекулярная масса продуктов взрыва

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 5127; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89

Мы поможем в написании ваших работ!