S&T (Super Tehnology)

За счет давления ГПВ образуется направленная в сторону свободной поверхности сила, которая стремится оторвать или сдвинуть вышележащий конусообразный участок массива.

Расчетная схема взрыва сферического заряда на выброс

Определим поверхность усеченного (за счет радиуса взрывной полости г0 у вершины) конуса выброса с углом в у вершины, расположенной в центре заряда, на который действует сила.

Исходя из очевидно напрашивающегося для рассмотрения этой проблемы упругого решения задачи о напряженно- деформированном состоянии полупространства под действием силы, приложенной на глубине (задача Миндлина). С полной определенностью следует, что напряжения и деформации существенно неравномерно распределены вокруг зарядной полости, причем они быстро уменьшаются по мере удаления в глубь массива. Это чрезвычайно усложняет задачу по изучению закономерностей разрушения пород в окрестности взрыва и вынуждает идти по традиционному пути последовательного решения краевых задач образования концентрически вложенных друг в друга различных зон неупругих деформаций (сублимации, плавления, дробления пород, пластичности и т.д.), как это делается в большинстве исследований. Полученные системы трансцендентных уравнений отличаются большой сложностью и, самое главное, в процессе получения решений требует введения значительного количества далеко не всегда обоснованных и очевидных рабочих гипотез, что существенно снижает достоверность полученных результатов и их практическую ценность.

С целью кардинального упрощения решения поставленной задачи выдвинем первую главную рабочую гипотезу, положенную в основу предлагаемой расчетной схемы, которая состоит в том, что приложенные к конусной поверхности разрушения нормальные и сдвиговые напряжения равномерно распределены по всей поверхности. На первый взгляд эта гипотеза, казалось бы, противоречит общеизвестным теоретическим результатам и всему накопленному опыту решения подобных задач и, поэтому, является неприемлемой. Однако более глубокое рассмотрение проблемы позволяет по- иному оценить ситуацию. Действительно, отвлекаясь от анализа промежуточных этапов процесса действия заряда выброса, можно утверждать, что на завершающем этапе при формировании поверхности разрушения, первоначально неравномерное распределение упругих напряжений по мере развития деформаций сдвига сменяется равномерным, из-за перехода пород в неупругую (пластическую) стадию, когда на всей поверхности сдвига реализуется запредельное напряженное состояние. В первую очередь такое «сглаживание» неравномерности упругого распределения напряжений происходит там и тогда, где и когда наблюдается наибольшая их концентрация (т.е. неравномерность) - вначале вблизи полости взрыва, а затем - далее удаляясь вдоль радиуса заряда. Следует подчеркнуть, что эта особенность перераспределения напряжений не сводится к известному образованию концентрических зон неупругих деформаций (что тоже имеет место, но нас в данный момент не интересует), а приурочена именно к поверхностям сдвига, по которым формируется конус выброса, и на них реализуется.