Сейсмическое воздействие взрыва на окружающие объекты, страница 5

Коэффициент концентрации взрывных работ k₆ основан на том, что при многократном производстве взрывных работ допустимая масса ВВ снижается согласно следующим данным:

Число взрывов в год	10	50	100	250	500
Коэффициент снижения массы зарядов ВВ k6	0,98	0,9	0,72	0,64	0,56

Значения коэффициента ориентации взрываемыхблоков относительно окружающих сооружений k₇ изменяющиеся в зависимости от места расположения взрываемого объекта относительно взрыва, приведеныниже.

В тылу взрываемого блока (детонация направлена вдоль блока)	1,0
На фланге взрываемого блока, детонация направлена: от объекта	5 - 6
в сторону объекта	2
Со стороны фронта взрываемого блока (детонация направлена вдоль блока)	2

Учет коэффициента k₇ имеет важное значение в сейсмической защите стационарных инженерных сооружений путем соответствующей ориентировки взрываемых блоков по отношениюк ним и в выборе места расположения минной станции.

Коэффициент естественного экранирования сейсмических волн k₈исходит из тех условий, что если между очагом взрыва и защищаемым объектом находится выработанное пространство: карьер, глубокие овраги, выемки, зоны тектонических нарушений, карстовые воронки и полости, заполненные несцементированным материалом, то в этом случае масса сейсмобезопасного заряда ВВ может быть увеличена,. что учитывается коэффициентом k₈ = 2 – 4.

Коэффициент искусственного экранирования сейсмических волн k₉ применяется в том случае, когда между очагом взрыва и защищаемым сооружением создан искусственный экран с акустической жесткостью в 3 - 5 раз ниже акустической жесткости окружающих пород. В этом случае, как известно, скорость за таким искусственным экраном снижается в 2 - 3 раза, а масса сейсмобезопасного заряда может, быть увеличена в 4 - 9 раз, что и учитывается коэффициентом k₉ = 4 – 9.

Сейсмическая защита инженерных сооружений впрактическойдеятельности рудников, карьеров и гидротехническом строительстве на скальных основаниях позволяет, получать значительный экономический эффект за счет: повышения производительности труда при взрывах зарядов ВВ большей массы, большей концентрации взрывных работ, сокращения сроков их производства и времени простоя оборудования, сохранности существующих зданий, инженерных сооружений, уступов, отвалов, камер и т.д., разрушения которых связаны с большими материальными потерями.

3. Обеспечение безопасности инженерных сооружений

с учетом их динамических свойств

Допустимая масса заряда и, соответственно, допустимая интенсивность колебаний в основании зданий и сооружений должны обеспечивать конструктивную и архитектурную сохранность зданий и сооружений, безопасность и достаточную комфортность условий для людей, находящихся в жилых помещениях, на рабочих местах и т.п. Степень воздействия взрывов на здания и сооружения определяется интенсивностью вынуждающих колебаний, спектром сотрясений грунта, прочностью и динамическими характеристиками сооружений, зависящими от конструктивных особенностей, качеством строительства, динамическими свойствами грунта и характером взаимодействия грунта и сооружений.

Воздействие сейсмических колебаний на разные в конструктивном отношении сооружения зависит от их динамических свойств, определяемых периодом собственных колебаний Т_о и логарифмическим декрементом l. От отношения периода собственных колебаний к периоду вынуждающих колебаний Т зависит интенсивность раскачки зданий. При очень малом Т по сравнению с Т_о здание практически остается неподвижным. По мере приближения Т к Т_о колебания здания увеличиваются и достигают максимума при равенстве периодов собственных колебаний и вынуждающих. По мере роста величины Т амплитуда колебаний вновь уменьшается и при Т во много раз большем Т_о здание начинает совершать движение, согласно с движением основания.

Отметим ряд соотношений, связывающих параметры колебательного движения между собой

,                                     (17)

где w, w₀ – частота вынуждающих колебаний и собственная частота системы соответственно, a - постоянная затухания системы.

В качестве примера рассмотрим колебания двух типов сооружений.

I группа - здания двух-трехэтажные (административно-бытовые, комбинаты, гаражи, мехмастерские, подстанции и т.д.),

II группа - здания и сооружения высотой 10 - 15 м и более (погрузочные бункеры, трубы котельных и т.д.),

Допустимые смещения грунтов в основании объектов I и II групп соответственно:

,                                                                           (18)

где s_o - смещение стандартного маятника, имеющего период собственных колебаний 0,25 с и декремент затухания l = 0,5; u_(m) – приведенная к статическому пределу амплитудно-частотная характеристика здания (динамический коэффициент), зависящая от соотношения периодов вынуждающих колебаний грунта и собственных колебаний зданий

.                                           (19)

      Амплитудно-частотная характеристика численно показывает во сколько раз амплитуда смещения здания больше или меньше амплитуды смещения грунта.

Количественные результаты для некоторых зданий при инструментальном определении действия взрывов в Ново-Байкальском железорудном карьере приведены в табл. 7.

Таблица 7