Материал: Миндели, Э. О. Разрушение горных пород учебное пособие

нениями в ней, т. е. процесс нагрузки и разгрузки идет различным путем.

Чтобы понять, как взрывной импульс будет распространяться по среде, необходимо знать уравнение ударной адиабаты для дайной среды, так как, зная начальные и конечные параметры состояния вещества (р07 0 и P iF J, можно определить значение скорости удар­ ной волны Dy/X, массовой скорости потока вещества (их — и2) за фронтом ударной волны и другие параметры, характеризующие ударную волну, от которой в значительной степени зависит конеч­ ный результат действия взрыва в той или иной среде, т. е. произво­ димые им разрушения.

Законы сохранения массы и импульса связывают между собой четыре параметра фронта ударной волны: скорость ударной волны DУд, массовую скорость — равную скорости движения сжатого вещества относительно, невозмущенного их — и0, давление р

побъем V или плотность р. Если измерить на опыте скорости £>уд

иих, то по формулам, выражающим законы сохранения массы и импульса

можно определить давление р и объем V, а затем, воспользовавшись уравнением Рэнкина — Гюгонно (XVII.20), в котором исключаем параметр р0,

E - E 0 = ^ - { V « -V i), (XVII.27)

можно определить внутреннюю энергию Е0.

В этом случае задача определения параметров фронта ударной волны при прохождении по среде сводится к экспериментальному определению двух наиболее доступных для измерения кинемати­ ческих величин: скоростей Dyx п иг.

Скорость фронта ударной волны Пуд измерить на опыте довольно просто, регистрируя моменты прохождения фронта ударной волны через точки, расположенные на известном расстоянии. Поэтому основная задача сводится к определению массовой скорости их, для чего на практике прибегают к различным косвенным методам.

В настоящее время существует несколько аналитических и полуэмпирических формул, по которым можно определить ударную адиабату вещества. Например, опыт показывает, что в широком диа­ пазоне амплитуд ударных волн зависимость между скоростью

где А и В — постоянные, определяемые экспериментально.

274

цх — приращение массовой скорости при отражении ударной волны

Вуравнении (XVII.31) величины рх и иг определяются из опыта,

аиз закона сжимаемости для воды (XVII.9) необходимо определить только значения А и ри. Опытным путем определяют скорость удар­

ной волны в образце (при рх ^ 10“ кгс/см2 она достаточно близка к местной скорости звука).

Произведя эксперименты при различных толщинах исследуемых образцов и варьируя плотностью заряда, мощностью ВВ, можно по­ лучить ряд значений их и рх, что обеспечивает возможность доста­ точно надежного определения закона сжимаемости в широком интервале давлений.

В табл. 64 приведены определенные экспериментально значе­ ния коэффициента А для некоторых горных пород.

Аналогичный принцип определения значений массовой скорости п давления на границе раздела сред их н рх при распространении сильных ударных волн в мраморе был применен А. Н. Дреминым и Г. А. Ададуровым в 1959 г. Однако, в отличие от описанной выше схемы проведения эксперимента, между зарядом ВВ и образцом исследуемой среды помещали пластину из материала, закон ударной сжимаемости которого хорошо известен (рис. 121). Конструкция заряда с л и н з о й и з ВВ с меньшей скоростью детонации позволила получить ударную волну с плоским фронтом.

Метод откола. В литературе этот метод еще известен под назва­ нием «мерный стержень Гопкинсона» он основан на измерении ско­ рости движения свободной поверхности тела, разгружающегося после выхода на поверхность ударной волны и применения правила удвсення скоростей, согласно которому массовая скорость их при­ ближенно равна половине скорости движения свободной поверх­

276

27Т