Как классифицируют взрывы в зависимости от среды. Характеристика разрушений сооружений и поражения людей при аварийных взрывах
![Как классифицируют взрывы в зависимости от среды. Характеристика разрушений сооружений и поражения людей при аварийных взрывах](https://i2.wp.com/fb.ru/misc/i/gallery/28002/842610.jpg)
атомного ядра. Ядерный взрыв основан на сnособности оnределен
ных изотоnов тяжелых элементов урана или nлутония к делению, nри котором ядра исходного вещества расnадаются, образуя ядра более легких элементов. При делении всех ядер, содержащихся в 50 г урана или nлутония, освобождается такое же количество энергии, как и nри детонации 1 000 т тринитротолуола.
Термоядерные взры вы
Существует другой тиn ядерной реакции - реакция синтеза лег ких ядер, соnровождающаяся выделением большого количества энер
гии. Силы отталкивания одноименных электрических зарядов (все ядра имеют nоложительный электрический заряд) nреnятствуют nро теканию реакции синтеза, nоэтому для эффективного ядерного nре вращения такого тиnа ядра должны обладать высокой энергией. Такие условия могут быть созданы нагреванием веществ до очень высокой темnературы. Процесс синтеза, nротекающий nри высокой темnера туре, называют термоядерной реакцией. При синтезе ядер дейтерия (изотоnа водорода 2Н) освобождается nочти в три раза больше энер гии, чем nри делении такой же массы урана. Необходимая для синтеза темnература достигается nри ядерном взрыве урана или nлутония.
Таким образом, если nоместить в одном и том же устройстве де лящееся вещество и изотоnы водорода, то может быть осуществлена реакция синтеза, результатом которой будет взрыв огромной силы -
термоядерный взрыв.
2. 1.4. Взрывы в средах
Взрывы nроисходят в различных средах. В зависимости от места nервоначального выделения энергии взрывы nодразделяются:
воздушный взрыв - это взрыв заряда в газе в отсутствии отражающих nоверхностей;
nодземный взрыв - взрыв заряда в грунте;
nодводный взрыв - взрыв заряда в воде;
наземный взрыв - взрыв заряда на nоверхности грунта (nо
верхностный).
Действие взрыва зависит от характеристик среды и от условий его осуществления, таких как глубина (высота) nод или над границей
раздела фаз.
Раздел 2 . Взры в |
|
Воздушные взрывы |
|
При взрыве в воздухе продукты взрыва движутся вслед за ударной |
|
волной, < nодпитывая > ее. Затем характер ударной волны определяет |
|
ся запасом энергии, переданной ей продуктами взрыва в процессе их |
|
расширения. |
|
Для расчета избыточного давления используются многочислен |
|
ные методы, |
учитывающие состав горючего вещества (индивидуаль |
ное вещество или смесь горючих веществ), место взрыва (открытое |
|
пространство или закрытое помещение) и т. д. В качестве иллюстра |
|
ции приведем метод определения избыточного давления для воздуш |
|
ных взрывов по формуле М.А. Садовского: |
0,084 - r - + 0,27 |
||||||||||
т - масса тротилового эквивалента взрывного вещества, кг; |
||||||||||
r - расстояние до центра взрыва, м. |
||||||||||
Более подробно ознакомимся с методами расчета подобных взры |
||||||||||
в разделе 3. |
Подземные взрывы |
|
При подземном взрыве происходит передача энергии внешней |
|
среде путем прогрева ее выделяющейся теплотой. По грунту распро |
|
страняются тепловая и ударная волны. |
|
Особенностью подземного взрыва является большая плотность |
|
грунта, которая на три порядка больше плотности воздуха. |
|
Ударная волна в грунте, в отличие от ударной волны в воздухе, |
|
является неустойчивой, так как встречающийся на пути ударной |
|
волны грунт имеет различную структуру (почва, скальные породы |
|
Подземные взрывы являются контролируемыми взрывами. В за- |
|
висимости от глубины заложения заряда в грунт принято различать: |
|
камуфлетный подземный взрыв; |
|
подземный взрыв с выбросом грунта. |
|
Особенности таких взрывов заключаются в следуюшем: |
|
при камуфлетнам взрыве не происходит раскрытия грунтового |
|
канала (выброса грунта в атмосферу); |
при подземном взрыве с выбросом грунта происходит раскры
тие грунтового купола и образование воронки выброса.
Подводные взрывы
При подводном взрыве в момент выхода детонационной волны на поверхность начинает распространяться ударная волна. Вслед за
ударной волной движется граница раздела между продуктами детона
ции и водой. При этом в воде образуется полость с газообразными
продуктами детонации, обладающими колоссальной энергией.
где G R- масса заряда взрывчатого вещества (ВВ), кг; расстояние от заряда ВВ до точки наблюдения, м.
2.2. Случай ные взрывы
В зависимости от причин, вызывающих взрыв, принято разделе ни взрывов на контролируемые и неконтролируемые.
Контролируемые взрывы используются для решения экономиче
ских задач. Наиболее часто применяют такие взрывы для ведения гор ных разработок, в сейсморазведке, при строительстве подземных со
оружений, в военных целях. Параметры контролируемых взрывов стро го регламентированы в соответствии с нормативными документами.
Неконтролируе.мые взрывы происходят случайно, поэтому их на
зывают случайными.
Термин «случайный взрыв» включает широкий спектр взрывов, и
каждый из них в отдельных своих проявлениях отличается от остальных.
Причинами таких взрывов чаше всего являются процессы горения. Случайные взрывы происходят:
при изготовлении, хранении, транспортировке горючих, взры воопасных вешеств;
нарушении технологических режимов, поломке оборудования.
Чаще всего взрывы имеют место в химической, нефтеперерабаты вающей промышленности, при утечке природного газа и т. д.
Классификация случайных взрывов
Случайные взрывы объединены в груnnы, каждая из которых имеет отличительные особенности.
Случайные взрывы nодразделяются:
на взрывы газов, nаров и n ыли в замкнутых объемах без избыточного давления;
взрывы сосудов с газом nод давлением;
взрывы, вызванные горением;
взрывы емкостей с nереrретой жидкостью;
взрывы неограниченных облаков пара;
физические (nаровые) взрывы и др.
2.2. 1. Взрывы паров горючего и пыли в замкнутых
Такие взрывы, как nравило, nроисходят nри неисnравности обо рудования. Горючее nодтекает в ограждение, nары его смешиваются с воздухом и образуется горючая смесь, которая встуnает в контакт с уже имеющимиен nарами.
Взрывы случаются в жилых домах nри утечке газа. В результате nроисходят расnространение и значительное ускорение nламени, nриводящие к nожарам и значительным разрушениям.
Примером взрыва горючих nаров и газов является катастрофа, nроизошедшая 26 февраля 2006 г в г. Ангарске на лакокрасочном nредnриятии.
Наиболее расnространены взрывы nыли. Взрывы nыли в замкну том nространстве имеют более длительную историю, чем взрывы nа ров и газов. Это объясняется тем, что nары и газы в качестве тоnлива
начали исnользоваться относительно недавно. Взрывы же пыли nро исходят в котельных, на nредnриятиях химической nромышленности,
в фармацевтической индустрии, угольных шахтах, мукомольных nредnриятиях.
Взрыв nыли в замкнутом объеме может nривести к катастрофиче ским nоследствиям.
Практически все органические nыли и некоторые неорганичек ские или металлические nыли сгорают в воздухе и могут nривести взрывам.
высокая концентрация пыли в замкнутых объемах (помещени ях реакторов, топочных устройствах, трубопроводах и пр.);
спонтанное воспламенение пыли.
Для того чтобы облако пыли взорвалось, необходима такая кон центрация пыли, при которой характерное расстояние поглощения и
рассеяния света составляет примерно 0,2 м. Подобные облака, как
правило, непрозрачны, и концентрация пыли в них выше переноси мой человеком. Такие условия могут достигаться лишь внутри трубо
проводов и специального оборудования, т. е. в закрытых объемах. Взрывы пыли склонны к спонтанному воспламенению. Воспла
менение возникает от источника зажигания (искра, открытый огонь и т. д.) при нижнем или верхнем концентрационных пределах воспла менения.
Пример. Рассмотрим типичную последовательность событий при взрыве пыли. Вначале происходит небольшой взрыв в какой-либо части помещения или оборудования. Затем возникают движение пыли и вибрация оборудования от ударной волны, образующейся от взрыва. Это приводит к тому, что слой пыли, находящейся в помеще нии, поднимается в воздух. Эта пыль является топливом для более сильного второго взрыва, который и вызывает основные разрушения.
В другой типичной ситуации масса пыли начинает тлеть либо из-за спонтанного воспламенения, например, когда слой пыли по крывает горячий участок оборудования (кожух электромотора, обой му электролампы). Рабочий, обнаружив очаг горения, пытается лик видировать его либо с помощью химического огнетушителя, либо струей воды. Это приводит к тому, что пыль разбрасывается и образу ется облако с большим количеством пыли, часть которой горит. Уси ление горения приводит к взрыву.
Для взрывов пыли в помещении, также как и для взрывов газов и паров, характерно существование двух предельных случаев. В замкну
том объеме с малым отношением длины сосуда к диаметру (Ljd = \) следует ожидать простого взрыва за счет избыточного давления. В конструкциях с большим отношением Ljd может возникать ускоре ние пламени вплоть до детонационной скорости. В этом случае раз рушения носят локальный характер и оказываются достаточно серь езными. Осколки могут разбрасываться на значительное расстояние, а внешняя взрывная волна может быть очень сильной.
17. Как называется чрезвычайная ситуация, связанная с выходом изстроя гидротехнического сооружения или его части и неуправляемымперемещением больших масс воды, несущих разрушения и затопленияобширных территорий.а) Гидродинамическая авария;б) Гидродинамическая катастрофа;в) Гидродинамическая чрезвычайная ситуация.18. Какой сигнал используют для оповещения населения очрезвычайных ситуациях техногенного характера?а) «Внимание авария!»б) «Внимание всем!»в) «Внимание чрезвычайная ситуация!»19. Какой может быть эвакуация по времени начала проведения?а) Локальной, региональной, федеральной;б) Временной, среднесрочной, продолжительной;в) Упреждающей, экстренной.20. Как называются сооружения гражданской обороны, которыепредназначены для обеспечения надежной защиты укрываемых в нихлюдей от воздействия всех поражающих факторов ядерного взрыва,отравляющих веществ и бактериальных средств, высоких температур,от отравления продуктами горения и аварийно химически опаснымивеществами?а) Убежища;б) Противорадиационные укрытия;в) Щели.21. Что такое здоровье?а) Это состояние полного физического, духовного и социальногоблагополучия, а не только отсутствие болезнейб) Это состояние полного социального, духовного и физическогоблагополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов.в) Это состояние полного благополучия, а не только отсутствие болезней ифизических дефектов.22. Как называется способность человека адаптироваться в природной,техногенной и социальной средах обитания?а) Физическое здоровье;б) Духовное здоровье;в) Социальное здоровье.23. Как называется составляющая здоровья человека и общества,характеризующая способностью создать и реализовать необходимыеусловия для рождения ребенка и воспитания здорового поколения?а) Репродуктивное здоровье;б) Социальное здоровье;в) Здоровье человека и общества.24. Какие факторы необходимы для того, чтобы сформировать системуздорового образа жизни человека?а) Соблюдение режима дня, рациональное питание, курение,неблагополучная экологическая обстановка в местах проживания;б) Занятия физической культурой, закаливание, хорошие взаимоотношения сокружающими людьми;в) Рациональное питание, неблагополучная экологическая обстановка вместах проживания.25. Что по определению Всемирной организации здравоохраненияявляется главным индикатором состояния здоровья населения?а) Здоровый образ жизни;б) Продолжительность жизни;в) Наследственность.26. Что такое наркотическая зависимость?а) Заболевание, которое возникает в результате употребления наркотическихсредств;б) Одна из разновидностей наркомании;в) Непреодолимая потребность человека в приеме наркотика.
В зависимости от содержания кислорода пламя классифицируют как окислительное,восстановительное и науглероживающие. 1) чем орудия труда человека отличаются от орудий, которыми пользуются обезьяны? 2) какие особенности строения тела давали человеку возможность игратьЧто такое взрыв? Это процесс мгновенного преобразования состояния при котором выделяется значительное количество тепловой энергии и газов, образующих ударную волну.
Взрывчатые вещества представляют собой соединения, обладающие способностью подвергаться изменениям в физическом и химическом состоянии в результате внешнего воздействия с образованием взрыва.
Классификация типов взрывов
1. Физический - энергия взрыва представляет собой потенциальную энергию сжатого газа или пара. В зависимости от величины внутреннего давления энергии получается взрыв различной мощности. Механическое воздействие взрыва обусловлено действием ударной волны. Обломки оболочки обуславливают дополнительное поражающее действие.
2. Химический - в этом случае взрыв обусловлен практически мгновенным химическим взаимодействием веществ, входящих в состав, с выделением большого количества тепла, а также газов и пара с высокой степенью сжатия. Взрывы подобных типов характерны, к примеру, для пороха. Возникающие в результате химической реакции вещества при нагреве приобретают большое давление. Взрыв пиротехники тоже относится к этому виду.
3. Атомные взрывы представляют собой молниеносные реакции ядерного расщепления или слияния, характеризующиеся огромной мощностью выделяемой энергии, в том числе тепловой. Колоссальная температура в эпицентре взрыва приводит к образованию зоны очень высокого давления. Расширение газа приводит к появлению ударной волны, являющейся причиной механических разрушений.
Понятие и классификация взрывов позволяют правильно действовать в чрезвычайной ситуации.
Тип действия
Отличительные особенности
Взрывы различаются в зависимости от протекающих химических реакций:
- Разложение характерно для газообразной среды.
- Окислительно-восстановительные процессы подразумевают наличие восстановителя, с которым прореагирует находящийся в воздухе кислород.
- Реакция смесей.
К объемным взрывам относят пылевые взрывы, а также взрывы паровых облаков.
Пылевые взрывы
Характерны они для замкнутых запыленных сооружений, таких, как шахты. Опасная концентрация взрывоопасной пыли появляется при проведении механических работ с сыпучими материалами, дающими большое количество пыли. Работа с взрывоопасными веществами предполагает полное знание того, что такое взрыв.
Для каждого типа пыли существует так называемая предельная допустимая концентрация, при превышении которой возникает опасность самопроизвольного взрыва, и измеряется такое количество пыли в граммах на кубометр воздуха. Рассчитанные значения концентрации не являются постоянными величинами и должны корректироваться в зависимости от влажности, температуры и других условий внешней среды.
Особую опасность представляет собой наличие метана. В этом случае существует повышенная вероятность детонации пылевых смесей. Уже пятипроцентное содержание паров метана в воздухе грозит взрывом, за счет чего следует воспламенение пылевого облака и увеличение турбулентности. Возникает положительная обратная связь, приводящая к взрыву большой энергии. Ученых привлекают такие реакции, теория взрыва до сих пор не дает покоя многим.
Безопасность при работе в замкнутом пространстве
При работе в замкнутых помещениях с высоким содержанием пыли в воздухе следует в обязательном порядке придерживаться следующих правил безопасности:
Удаление пыли путем вентиляции;
Борьба с излишней сухостью воздуха;
Разбавление воздушной смеси для снижения концентрации взрывчатых веществ.
Пылевые взрывы характерны не только для шахт, но и для зданий, и зернохранилищ.
Взрывы паровых облаков
Представляют собой реакции молниеносной смены состояния, порождающие образование взрывной волны. Случаются на открытом воздухе, в ограниченном пространстве из-за воспламенения горючего парового облака. Как правило, подобное происходит при утечке
Отказ от работы с горючим газом или паром;
Отказ от источников зажигания, способных вызвать искру;
Избегание замкнутого пространства.
Нужно здраво понимать, что такое взрыв, какую опасность он несет. Несоблюдение правил безопасности и неграмотное использование некоторых предметов приводит к катастрофе.
Взрывы газа
Самые распространенные чрезвычайные происшествиями, при которых происходит взрыв газа, случаются в результате неправильного обращения с газовым оборудованием. Важно своевременное устранение и характерное определение. Что значит взрыв от газа? Происходит он из-за неправильной эксплуатации.
Для того чтобы не допустить подобных взрывов, все газовое оборудование должно проходить регулярный профилактический технический осмотр. Всем жителям частных домовладений, а также многоквартирных домов, рекомендован ежегодный ТО ВДГО.
Для снижения последствий взрыва конструкции помещений, в которых установлено газовое оборудование, делают не капитальными, а, наоборот, облегченными. В случае взрыва не возникает больших повреждений и завалов. Теперь вы представляете, что такое взрыв.
Для того чтобы утечку бытового газа было легче определить, в него добавляют ароматическую добавку этилмеркаптан, что обуславливает характерный запах. При наличии такого запаха в помещении необходимо открыть окна, обеспечив поступление свежего воздуха. После чего следует вызвать газовую службу. В это время лучше не пользоваться электрическими выключателями, способными вызвать искру. Строго запрещается курить!
Взрыв пиротехники тоже может стать угрозой. Склад таких предметов должен быть оборудован в соответствии с нормами. Некачественная продукция может нанести вред человеку, который ею пользуется. Все это стоит непременно учитывать.
Общие сведения о взрыве
Взрыв - это быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого образуется и распространяется ударная волна, оказывающая ударное механическое воздействие на окружающие предметы.
ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВЗРЫВА:
Большая скорость химического превращения взрывчатых веществ;
большое количество газообразных продуктов взрыва;
сильный звуковой эффект (грохот, громкий звук, шум, сильный хлопок);
мощное дробящее действие.
В зависимости от среды, в которой происходят взрывы, они бывают подземными, наземными, воздушными, подводными и надводными .
Масштабы последствий взрывов зависят от их мощности и среды, в которой они происходят. Радиусы зон поражения при взрывах могут доходить до нескольких километров.
Различают три зоны действия взрыва .
3она I - зона действия детонационной волны. Для нее характерно интенсивное дробящее действие, в результате которого конструкции разрушаются на отдельные фрагменты, разлетающиеся с большими скоростями от центра взрыва.
Зона II - зона действия продуктов взрыва. В ней происходит полное разрушение зданий и сооружений под действием расширяющихся продуктов взрыва. На внешней границе этой зоны образующаяся ударная волна отрывается от продуктов взрыва и движется самостоятельно от центра взрыва. Исчерпав свою энергию, продукты взрыва, расширившись до плотности, соответствующей атмосферному давлению, не производят больше разрушительного действия.
Зона III - зона действия воздушной ударной волны - включает в себя три подзоны: III а - сильных разрушений, III б - средних разрушений, III в - слабых разрушений. На внешней границе зоны 111 ударная волна вырождается в звуковую, слышимую еще на значительных расстояниях.
ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВА НА ЗДАНИЯ, СООРУЖЕНИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ .
Наибольшим разрушениям продуктами взрыва и ударной волной подвергаются здания и сооружения больших размеров с легкими несущими конструкциями, значительно возвышающиеся над поверхностью земли. Подземные и заглубленные в грунт сооружения с жесткими конструкциями обладают значительной сопротивляемостью разрушению.
Разрушения подразделяют на полные, сильные, средние и слабые .
Полные разрушения . В зданиях и сооружениях обрушены перекрытия и разрушены все основные несущие конструкции. Восстановление невозможно. Оборудование, средства механизации и другая техника восстановлению не подлежат. В коммунальных и энергетических сетях имеются разрывы кабелей, разрушения участков трубопроводов, опор воздушных линий электропередачи и т. п.
Сильные разрушения . В зданиях и сооружениях имеются значительные деформации несущих конструкций, разрушена большая часть перекрытий и стен. Восстановление возможно, но нецелесообразно, так как практически сводится к новому строительству с использованием некоторых сохранившихся конструкций. Оборудование и механизмы большей частью разрушены и деформированы.
В коммунальных и энергетических сетях имеются разрывы и деформации на отдельных участках подземных сетей, деформации воздушных линий электропередачи и связи, разрывы технологических трубопроводов.
Средние разрушения . В зданиях и сооружениях разрушены главным образом не несущие, а второстепенные конструкции (легкие стены, перегородки, крыши, окна, двери). Возможны трещины в наружных стенах и вывалы в отдельных местах. Перекрытия и подвалы не разрушены, часть сооружений пригодна к эксплуатации. В коммунальных и энергетических сетях значительны разрушения и деформации элементов, которые можно устранить капитальным ремонтом.
Слабые разрушения
. В зданиях и сооружениях разрушена часть внутренних перегородок, окна и двери. Оборудование имеет значительные деформации. В коммунальных и энергетических сетях имеются незначительные разрушения и поломки конструктивных элементов.
Общие сведения о пожаре
ПОЖАР И ЕГО ВОЗНИКНОВЕНИЕ .
Пожаром называют неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.
Сущность горения была открыта в 1756 г. великим русским ученым М. В. Ломоносовым. Своими опытами он доказал, что горение - это химическая реакция соединения горючего вещества с кислородом воздуха. Поэтому, чтобы протекал процесс горения, необходимы следующие условия :
Наличие горючего вещества (кроме горючих веществ, применяемых в производственных процессах, и горючих материалов, используемых в интерьере жилых и общественных зданий, значительное количество горючих веществ и горючих материалов содержится в конструкциях зданий);
наличие окислителя (обычно окислителем при горении веществ бывает кислород воздуха; кроме него окислителями могут быть химические соединения, содержащие кислород в составе молекул: селитры, перхлораты, азотная кислота, окислы азота и химические элементы: фтор, бром, хлор);
наличие источника воспламенения (открытый огонь свечи, спички, зажигалки, костра или искры).
Отсюда следует, что пожар можно прекратить, если из зоны горения исключить одно из первых двух условий.
Возможность возникновения пожаров в зданиях и сооружениях и в особенности распространения огня в них зависит от того, из каких деталей, конструкций и материалов они выполнены, каковы их размеры и планировка. Как видно из схемы 2, по группам возгораемости вещества и материалы делятся:
На негорючие вещества, неспособные гореть;
на трудногорючие вещества, способные гореть под воздействием источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления;
на горючие вещества, способные гореть после удаления источника зажигания:
а) трудновоспламеняющиеся, способные воспламеняться только под воздействием мощного источника зажигания;
б) легковоспламеняющиеся, способные воспламеняться от кратковременного воздействия источников зажигания с низкой энергией (пламени, искры).
Воздушная ударная волна взрыва вызывает разрушения или повреждения железнодорожного пути, подвижного состава, зданий, элементов связи, СЦБ, железнодорожного водоснабжения и других элементов инженерно-технического комплекса (ИТК)* железнодорожного транспорта.
Качественное состояние разрушенных элементов ИТК в зонах чрезвычайных ситуаций оценивается соответствующей степенью разрушения: полной, сильной, средней и слабой.
Полные разрушения характеризуются разрушением или обрушением всех или большей части несущих конструкций, капитальных стен, сильной деформацией или обрушением межэтажных и потолочных перекрытий, пролетных строений мостов. При этом обломки зданий и сооружений создают сплошные завалы. Основные элементы железнодорожного пути полностью выходят из строя. Подвижной состав, путевые машины, станционное оборудование и аппаратура не подлежат восстановлению.
Использование элементов машин, подвижного состава и разрушенных частей сооружений невозможно.
Сильные разрушения характеризуются разрушением части капитальных и большинства остальных стен зданий, деформацией пролетных строений мостов, большинства опор контактной сети и ЛЭП. Восстановление железнодорожного пути и сооружений возможно, но нецелесообразно, так как практически сводится к новому строительству с использованием некоторых сохранившихся элементов и конструкций. Технические и транспортные средства ремонту не подлежат, отдельные их детали в дальнейшем могут быть использованы при ремонте.
Средние разрушения характеризуются разрушением второстепенных элементов (внутренних перегородок, окон, крыш), появлением трещин в стенах, обрушением чердачных перекрытий и отдельных участков верхних этажей. Вокруг зданий завалов не образуется, но отдельные обломки конструкций могут быть отброшены на значительные расстояния. Железнодорожный путь получает деформацию. Деформируются отдельные элементы пролетных строений мостов, отдельные опоры ЛЭП, контактной сети и линии связи. Возможно восстановление зданий, железнодорожного пути, сооружений, подвижного состава, транспортных и других технических средств с использованием капитального и среднего ремонта.
Слабые разрушения зданий характеризуются разрушением наименее прочных конструкций: оконных и дверных заполнений, легких перегородок, кровли. Оборудование получает незначительные деформации второстепенных элементов. Восстановление железнодорожного пути, сооружений, подвижного состава и техники требует текущего ремонта.
В связи с тем, что при полном и сильном разрушениях здания, сооружения и технические средства не восстанавливаются, в справочных данных и расчетах часто используют только три степени разрушений -сильную, среднюю и слабую.
При воздействии одних и тех же параметров ударной волны взрыва на различные элементы ИТК степень их разрушения будет неодинакова в связи с различной их физической устойчивостью.
Под физической устойчивостью следует понимать способность сооружения противостоять воздействию внешних нагрузок в чрезвычайной ситуации. Эта способность является свойством сооружения, которое зависит от его размеров, конструктивных и других параметров и не зависит от каких-либо внешних факторов. К таким параметрам, например, относятся: жесткость конструкции, наличие фундамента, закрепление элементов и другие прочностные свойства; материал; масса и положение центра тяжести; размеры элементов и их конфигурация; площадь опоры; расстояние между опорными частями и др.
Например, при одних и тех же внешних нагрузках наибольшим разрушениям подвергаются многоэтажные жилые здания без каркаса с несущими стенами из кирпича, панелей и блоков. Наибольшие нагрузки выдерживают массивные промышленные здания с металлическим каркасом и внутренним крановым оборудованием большой грузоподъемности, для которых устраиваются несущие колонны, что делает конструкцию здания более жесткой и прочной.
Высокие внешние нагрузки выдерживает верхнее строение железнодорожного пути, имеющее жесткую конструкцию (соединение балластного слоя, шпал и рельсов), незначительное возвышение над поверхностью земли и малый коэффициент аэродинамического сопротивления.
Среди различных видов железнодорожного подвижного состава наибольшей устойчивостью к воздействию внешних нагрузок при взрывах обладают четырехосные незагруженные платформы (малые размеры при значительной массе), груженые цистерны (малый коэффициент аэродинамического сопротивления) и локомотивы. Наименее устойчивыми являются пассажирские вагоны и крытые порожние грузовые вагоны (значительные размеры и относительно малая масса).
Сравнительная оценка устойчивости (по степеням разрушения) элементов ИТК при взрывах производится с помощью единого количественного показателя - величины избыточного давления во фронте ударной волны
Если определяющим фактором при разрушении сооружения является не избыточное давление во фронте воздушной ударной волны ΔР ф, а давление скоростного напора воздуха ΔР ск (при отсутствии опытных данных о степени разрушений сооружений при соответствующих значениях ΔР ф ), то устойчивость сооружения рассчитывается на действие давления скоростного напора ΔР ск . Расчетные значения ΔР ск пересчитываются по формуле (3.1) или графику (рис. 3.3) в ΔР ф , что позволяет сравнивать устойчивость сооружений и определять степень их разрушений с использованием единого показателя ΔР ф , (Расчеты устойчивости сооружений представлены в главе 8.)
Характер зависимости степени разрушения сооружения от величины избыточного давления во фронте ударной волны ΔР ф может быть пред-ставлен в виде графика (рис. 3.7).
Для оценки сопротивляемости сооружений и устройств действию ударной волны необходимо знать их предел устойчивости - предельное значение избыточного давления во фронте воздушной ударной волны, при превышении которого функционирование сооружений и устройств невозможно.
Рис. 3.7. Характер зависимости степени разрушения от величины избыточного давления во фронте ударной волны:
I - зона слабых разрушений; II - зона средних разрушений; III - зона сильных разрушений; IV - зона полных разрушений; - предел устойчивости сооружения;
Радиус функционирования - удаление от центра взрыва, на котором численно равно пределу устойчивости
За предел устойчивости элемента ИТК принимается нижняя граница средних разрушений (на определенном расстоянии от центра взрыва ) (рис. 3.7).
Смысл указанного положения состоит в том, что, попадая в зону I - слабых разрушений (рис. 3.7), сооружению требуется текущий ремонт, но его временное использование возможно с определенными ограничениями.
При превышении предела устойчивости сооружения (попадании его в зону II) дальнейшее использование сооружения становится невозможным без проведения среднего ремонта.
Таким образом, предел устойчивости и степень разрушения элементов ИТК количественно характеризуются граничными значениями ΔР ф, Для основных сооружений и устройств железнодорожного транспорта эти значения приведены в табл. 3.3.
Указанные в табл. 3.3 интервалы с минимальными и максимальными значениями избыточного давления, характеризующие определенную степень разрушения, учитывают возможные различия в конструкции сооружений и положении сооружений по отношению к направлению распространения фронта ударной волны.
Для железнодорожного пути и подвижного состава данные табл. 3.3 приведены для случая, когда фронт ударной волны распространяется перпендикулярно к оси пути и боковой стороне подвижного состава (наихудший вариант). При распространении ударной волны вдоль оси железнодорожного пути подвижной состав выдерживает избыточное давление (давление скоростного напора) в 1,5-2 раза больше табличных значений, а железнодорожный путь получает сильные и полные разрушения в основном в пределах радиуса воронки.
В табл. 3.3 значения величины давления во фронте ударной волны, вызывающие определенную степень разрушения, приведены для ядерного взрыва. Считается, что одинаковая степень разрушения ударной волной от ядерного взрыва и взрыва ВМ, ГВС или УВГ имеет место, если давление во фронте ударной волны взрыва этих взрывоопасных веществ примерно в 1,5 раза выше давления во фронте ударной волны ядерного взрыва. (Для ВМ, ГВС и УВГ табличные данные увеличиваются в 1,5 раза).
В отличие от городов и объектов экономики, содержащих, как правило, однотипные элементы - здания, на объектах железнодорожного (транспорта размещаются многообразные виды сооружений и устройств,
обеспечивающие движение поездов и имеющие неодинаковую устойчивость. По этой причине на объектах железнодорожного транспорта в зоне аварийных взрывов невозможно выделить общие зоны полных, сильных, средних и слабых разрушений. Для каждого вида сооружений эти зоны будут иметь свои размеры.