книги из ГПНТБ / Кушнарев Д.М. Использование энергии взрыва в строительстве

следовать периодические и однократные электрические процессы. Возможность применения в каналах вертикального и горизон­ тального отклонения луча одинаковых усилений высокой чувстви­ тельности значительно расширяет пределы использования осцил­

тикального отклонения луча имеет два режима по чувствитель­ ности: 5 и 0,5 мм/мв. Минимальный размер исследуемого сигна­ ла, при котором обеспечивается класс точности осциллографа, составляет 20 мм по вертикали. Основная погрешность измере­ ния временных интервалов не превышает ± 1 0 % . Минимальная длительность исследуемого временного интервала, при котором обеспечивается класс точности осциллографа, 25 мксек. Мини­ мальная величина изображения исследуемого сигнала 10 мм. Диапазон длительности развертки осциллографа регулируется от 10 сек до 10 мксек. Синхронизация и запуск развертки осциллог­ рафа осуществляются сигналом любой полярности при размахе

мента, помещенного во внутреннее магнитное поле. Корпус при­

по формуле (ІѴ.45) скоростям смещения в месте замеров нахо­ дят радиальные напряжения

о = Сриткс кгс/см\ (ІѴ.46)

Статический момент маятника определяют при горизонталь­ но расположенных маятнике и оси вращения. Грузы-противове­ сы снимают. Над концом маятника располагают одну из чашек весов, которая связана шелковой нитью с маятником сейсмоприемнпка. На противоположную чашку весов накладывают гири разновесов до возвращения маятника в горизонтальное положе­ ние. Расстояние от конца маятника до оси вращения 106 мм. Зная величину уравновешивающей массы, можно определить статиче­ ский момент мятника по формуле

падания металлической пыли, оставшейся на магните, или вслед­ ствие неисправных пружин. Ввиду больших размеров и низкого значения собственной частоты колебаний указанные датчики при­ годны для замеров довольно медленных колебаний (порядка ки­ логерц). Поэтому их применяют для замеров скоростей смещений в полигонных условиях на расстояниях более чем 40—60 ради­ усов заряда.

Сигналы с этих датчиков записываются на шлейфовые ос­ циллографы типа МПО-2, Н-105, Н-700 и др.

Наибольшее распространение получил переносной осциллог­ раф МПО-2, модернизированный и выпускаемый под маркой H-102. Осциллограф рассчитан на запись сигналов при 12 скоро­ стях движения фотопленки от 0,1 до 500 см/сек. Скорость пере­ ключается ступенчато. В осциллографе Н-102 установлены во­ семь петлевых гальванометров типа Н-135.

В настоящее время наиболее распространенным является светолучевой осциллограф Н-700, отличающийся простотой кон­ струкции и небольшим весом. Питание осциллографа электриче­ ское. Имеются три кассеты, предназначенные для записи на различных скоростях: одна для записи на фотобумагу с малыми

133

быстропротекающие процессы со скоростью 50—800 см/сек. Имеется специальная электрофотографическая приставка для получения видимой записи, которую устанавливают на место обычной кассеты. В осциллографе имеется 14 каналов. Для ви­ зуального наблюдения за процессом записи предусмотрен мато­ вый экран с развертывающим устройством. Достоинством осцил­ лографа Н-700 является наличие пульта дистанционного управ­

дуемых процессов. Осциллографирование может производиться ультрафиолетовой записью на фотоленте, не требующей хими­ ческого проявления (па бумаге типа УФ), или фотографической записью с проявлением. Схема осциллографа предусматривает возможность полного дистанционного управления режимом ра­

50 м/сек. Отметчик времени оптико-механический с интервалами между основными отметками 2—0,2—0,02—0,002 сек. Переклю­ чение частоты отметок сблокировано с переключением скоростей.

Осциллограф имеет контакты для автоматического включе­ ния или выключения исследуемой схемы. В последнее время этот осциллограф несколько модернизирован и выпускается под мар­ кой Н-115.

Кроме напряжений и смещений среды, при взрывных работах измеряют деформации среды при быстропротекающих динамиче­ ских нагрузках. Для этой цели обычно используют проволочные тензодатчики, представляющие собой очень тонкую (около 10— 40 мкм) проволоку из константана или нихрома. Проволока об­

та.

Тензочувствительность может быть представлена в виде двух слагаемых:

134

и допустимые отклонения их от номинала указываются заводомизготовителем, поэтому при измерении деформаций при статиче­ ских нагрузках тарировка тензометров обычно не требуется. При исследовании же динамических взрывных процессов тензодатчикп следует тарировать в лабораторных условиях для каждой по­ лученной партии. Обычно отбирают несколько тензодатчиков из партии, предварительно проверив качество их приклейки. При тарировании датчики наклеивают на тарировочную пружину или стержень из высокопрочной стали, в которых под действием нагрузки возникает равномерно распределенное относительное удлинение известной величины.

Сигнал с датчика усиливается с помощью различных тензостанций H затем фиксируется электронными или шлейфными ос­ циллографами. При работе с тепзодатчиками необходимо очень тщательно проверять качество наклейки тензодатчиков, точ­ ность градуировки приборов и т.д.

В последнее время выпускаются полупроводниковые тензодатчикн чувствительностью на два порядка больше, чем прово­ лочные датчики сопротивления. Применение их позволит значи­ тельно расширить возможность тензометрических измерений де­ формаций среды при импульсных взрывных нагрузках.

Регистрация импульса взрыва в мерзлых грунтах методом скоростной киносъемки

Для исследования особенностей механизма разрушения мерзлых грунтов важно знать картину процессов распространения полей напряжений, законы отражения и преломления упругих и удар­ ных волн. Экспериментальные исследования действия взрыва в мерзлых грунтах могут быть выполнены с помощью скоростной киносъемки в прозрачных моделях. Эта съемка позволяет одно­ временно фиксировать распространение волн и трещин в любой зоне, т. е. в зоне пластических и упругих деформаций без ограни­ чения амплитуды давления в волне. При этом фиксируются скорость распространения волны и длительность импульса.

Большой интерес представляет возможность обратного изме-

135

массива) параллельно оси заряда, отображает напряжения во взрываемом объеме.

При моделировании необходимо соблюдать для модели и на­ туры энергетические и геометрические критерии подобия упру­ гих волновых процессов, протекающих в средах при импульсных

на образцах реальных сред или в полевых условиях, когда не­ обходимо получить общую картину процесса разрушения грун­ та под действием взрыва, применяют скоростные кинокамеры типа СКС.

В этих камерах пленка при съемке движется непрерывно, а оптическое изображение периодически в течение времени экспо­ нирования каждого последовательного кадра перемещается в ту же сторону и с той же скоростью, что и пленка. В качестве опти­ ческого компенсатора применяют чаще всего многогранные стек­ лянные призмы. В отличие от других конструкций призменный компенсатор обладает следующими преимуществами: позволяет производить съемку с продолжительным временем регистрации, имеет сменную оптику, портативный и весьма удобный в эксплу­ атации при сравнительно хорошем качестве изображения.

Камера СКС-1 с четырехгранной призмой (рис. 58) позволя-

137

созданы фоторегистраторы СФР-Р и ФКР-2. Этими аппаратами съемка производится на фотопленку, расположенную по дуге ок­ ружности вокруг вращающегося зеркала. Аппарат СФР-Р позво­ ляет вести съемку с частотой до 100 млн. кадров в 1 сек, а ап­ парат ФКР-2 — до 1,5 млрд. кадров в 1 сек.

Большой интерес представляют аппараты, в которых смеще­ ние растрового изображения осуществляют электронно-оптиче­ ские преобразователи, что позволит достичь чрезвычайно боль­ шие частоты киносъемки.

Исследование действия взрыва при помощи рентгеноимпульсной установки

При исследовании действия взрыва в грунтах в ближней зоне не представляется возможным разместить измерительные при­ боры вблизи границы раздела ВВ—среда. Оптические методы неприемлемы вследствие непрозрачности образцов, а использо­ вание электромагнитного метода позволяет фиксировать лишь начальную скорость смешения.

В последнее время для исследования действия взрыва в ближней зоне успешно применяется метод импульсного рентге­ новского просвечивания, позволяющий исследовать поведение границы ВВ—среда как с качественной, так и с количественной стороны, поскольку картина не искажается трещинообразованием и газовыми потоками. Недостатками метода являются срав­ нительно небольшая точность измерений, незначительное коли­ чество кадров и ограниченное число рентгеновских трубок. По­ этому для получения большого количества снимков при экспери­

ния выполнены многочисленные научные исследования в облас­ ти физики разрушения твердых сред.

Рентгенография быстропротекающих процессов позволяет измерять величины и скорости смещения границы раздела ВВ — среда, определять среднюю плотность в зоне интенсивного сжа­ тия, изучать распространение ударных волн в ближней зоне взры­ ва и др.

При количественной оценке результатов взрыва измеряют плотность среды и смещение того или иного объекта за извест­ ный промежуток времени. При этом определение величины сме­ щения более просто и однозначно по сравнению с оценкой плот­ ности в момент действия на среду детонационных волн.

Рентгеноимпульсная установка, созданная на основе электри­ ческой схемы умножения напряжения, состоит из следующих основных элементов (рис. 59): рентгеновских трубок (РТ), ге­ нераторов импульсного напряжения (ГИН), емкостно-индуктив- иой линии задержки пускового сигнала (ЛЗ), высоковольтного выпрямителя {ВС), системы синхронизации (БС) и пульта уп­ равления.

139