Zarządzanie parametrami oddziaływania materiału wybuchowego na masę gleby w wyniku użycia materiałów wybuchowych małej gęstości

Abstract

Na podstawie obliczeń numerycznych problemu wybuchu cylindrycznych ładunków substancji wybuchowych w glebach uzyskuje się zależności maksymalnego ciśnienia, odkształceń maksymalnych i szczątkowych dla różnych rodzajów substancji wybuchowych w czasie i odległości. Stwierdzono, że najniższe ciśnienie szczytowe przy najdłuższym czasie trwania impulsu wybuchowego obserwuje się dla ładunków opartych na materiałach wybuchowych spienionych, zarówno konwencjonalnych, jak i poddanych działaniu promieniowania ultradźwiękowego. Maksymalne ciśnienie tego typu materiałów wybuchowych jest o 20–49% mniejsze, a czas trwania impulsu wybuchowego jest 3–3,5 razy dłuższy niż w przypadku standardowego materiału wybuchowego małej gęstości – igdanitu. Niska wartość szczytowego ciśnienia detonacji, osiągnięta poprzez zmniejszenie gęstości MW, zmniejsza koncentrację objętościową energii ładunków, co z kolei zwiększa efektywność energii przemiany MW w strefie dalekiej. Czas narastania impulsu wybuchowego ładunków na bazie spienionych materiałów wybuchowych, zarówno konwencjonalnych, jak i poddanych działaniu promieniowania ultradźwiękowego, jest 2,47 razy większy niż dla igdanitu. Stwierdzono, że w strefie bliskiej podczas wybuchu ładunku igdanitu osiągane są znacznie wyższe wartości ciśnienia hydrostatycznego i maksymalnego odkształcenia objętościowego niż w przypadku wybuchu spienionego materiału wybuchowego, co jest konsekwencją wyższych charakterystyk detonacyjnych igdanitu: gęstości, ciśnienia w punkcie Jougeta, szybkości detonacji. Czas do osiągnięcia maksymalnego ciśnienia i odkształcenia podczas wybuchu igdanitu jest znacznie krótszy, ponieważ szybkość detonacji igdanitu jest większa niż w przypadku spienionych materiałów wybuchowych. Parametry fal uderzeniowych podczas wybuchów ładunków nowych mieszanek MW w środkowej strefie można porównać z parametrami tradycyjnych przemysłowych MW, takich jak igdanit, a w dalszej strefie wybuchu przewyższają je. Różnica w maksymalnych odkształceniach objętościowych w wybuchach igdanitu wynosi 7–15% w porównaniu odpowiednio do wybuchów spienionego materiału wybuchowego i spienionego materiału wybuchowego poddanego działaniu ultradźwięków. Podczas detonacji spienionego ładunku wybuchowego poddanego działaniu dźwięku, deformacja szczątkowa jest o 9–10% większa niż podczas detonacji spienionego ładunku wybuchowego nie poddanego działaniu dźwięku