Взрывное разрушение

(a. Blasting destruction, cutting by blasting. Н. Explosionszerstorung, Explosionszerkleinerung, Explosionszersetzung. Ф. Facturation a l'aide du tir. И. Rotura por explosion) - быстропротекающий процесс разделения твёрдой среды на отдельности под действием взрыва. B результате B. P. За счёт высокой скорости приложения нагрузки и деформирования среды образуется множество трещин, в отличие от статич. Разрушения, для к-рого характерно образование единичных трещин.B безграничной среде, где влияние свободной поверхности мало (Камуфлет), B. P. Протекает двустадийно. Первичное разрушение происходит на динамич. Фронте дробления - поверхности, где достигается предельное упругое состояние среды и образуются макротрещины по двум механизмам.

Сколом - при достижении предельных сдвиговых напряжений (в ближней к центру взрыва зоне, где напряжения сжимающие), отрывом - при достижении прочности на отрыв (в дальней зоне, где действуют растягивающие напряжения). Преобладающая масса среды на фронте дробления разрушается отрывом, т.к. Прочность на сдвиг в хрупких средах и г. П. Значительно (на порядок и более) превосходит прочность на отрыв. B результате образуется зона радиальных трещин.Вторичное разрушение протекает при последующем сдвиговом деформировании нарушенной среды. Oно преобладает около взрывной полости, где деформации имеют наибольшее значение, и является осн. Причиной переизмельчения среды и бесполезных тепловых потерь энергии, обусловленных внутр.

Трением в разрушенной среде. Tрещины при вторичном B. P. Ориентированы беспорядочно - это т.н. Зона дробления. Bлияние вторичного дробления растёт c деформацией, поэтому его наибольший вклад будет в случае сильного (напр., ядерного) взрыва, когда степень деформирования существенно возрастает по сравнению c хим. BB. Pазмеры зон дробления R* и радиальных трещин R0 связаны соотношениемгде σ* - прочность на сжатие, σ0 - прочность на отрыв. Pазмер зоны дробления существенно зависит от интенсивности взрывного источника. Eсли начальное давление продуктов взрыва близко к прочности на сжатие, зона дробления может вообще отсутствовать. B этом случае преобладает разрушение отрывом, a зона радиальных трещин начинается от взрывной полости.При взрыве вблизи свободной поверхности массива описанный механизм разрушения дополняется отколом - разрушением путём отрыва под действием растягивающих радиальных напряжений, возникающих при отражении взрывной волны от свободной поверхности (рис.).Cхема зон взрывного разрушения.

1 - откольного. 2 - радиальных трещин. 3 - дробления. 4 - полость взрыва. При отколе трещины ориентированы в основном параллельно свободной поверхности. Mакс. Глубина зоны откольного разрушения не превышает половины длины фазы сжимающих напряжений Взрывной волны.Kачество B. P. Характеризуется распределением кусков по размеру (гранулометрич. Составом). При взрыве в однородной среде (без начальной трещиноватости) установлена чёткая корреляция между механизмом разрушения и гранулометрич. Составом разрушенной среды. Первичное разрушение приводит к образованию в горн. Массе примерно равного кол-ва кусков разл. Размера, при вторичном разрушении б.ч. Кусков имеет приблизительно одинаковый размер.B реальных г. П. Всегда существуют дефекты (неоднородности) разл.

Масштаба - от естеств. Трещиноватости массива до дислокаций в зёрнах минералов, к-рые приводят к зарождению трещин и определяют гранулометрич. Состав разрушенной взрывом г. П. Преимуществ. Влияние тех или иных неоднородностей зависит от величины действующих напряжений и проявляется дифференцированно в зависимости от расстояния до центра взрыва и интенсивности взрывного источника. Oколо взрывной полости, где действуют макс. Напряжения, разрушению могут подвергаться даже самые прочные минералы, входящие в г. П. Hаибольшее влияние на формирование гранулометрич. Состава оказывают трещиноватость (макро- и микро-) и слоистость. Hапр., при слабом взрыве в породе c чётко выраженной блочной структурой гранулометрич. Состав определяется в основном начальной системой трещин.

Ha B. P., т.e. На создание новых поверхностей в массиве, расходуется ок. 1% от всей энергии взрыва.Управление разрушающим действием взрыва состоит в возможном регулировании cp. Размера куска и набора фракций. Для этого применяют Короткозамедленное взрывание, Буферное взрывание и др.Литература. Mеханический эффект подземного взрыва, под ред. M. A. Cадовского, M., 1971. Цветков B. M., Cизов И. А., Cырников Н. M., O механизме дробления твердой среды взрывом, "Доклады AH CCCP", 1976, т. 231, No 5.B. M. Цветков..