Прогнозування і оцінка наслідків завалів

Зміст

Мета роботи

Завали, що утворюються прируйнуванні будинків

Розрахунокзавалів

Дальністьрозльоту уламків

Висота завалів

Втратинаселення

Вибух конденсованих ВВ

Структура та об'ємно-масовіхарактеристики завалів

Структура завалів

Показникиуламків

Розрахунковачастина

Прикладзавдання

Варіанти завдань

Результатирозрахунків

Мета роботи

Розробити методикупрогнозування та оцінки наслідків завалів.

Щорічно в світі відбувається безліч надзвичайних ситуаційрізного характеру і походження: урагани, землетруси, цунамі,повені, зсуви, вибухи, обвали та ін Вони призводять до руйнування житлових івиробничих будівель, ступінь руйнування яких залежить від сили впливу,від типу будівлі і якості його споруди. Руйнування наносять не тільки шкодуекономіці, вимагаючи витрат на розчищення і на відновлення, але і викликають втратисеред населення.

Ось чому важливою проблемою стає вміння протистоятирізним надзвичайних ситуацій. Першим кроком є ​​прогнозування.Необхідно з'ясувати коли, де і якої сили відбудеться землетрус, якірайони можуть постраждати від повені і т.д. Далі йде попередженнянадзвичайної ситуації. Необхідно по можливості запобігти або хоча бмінімізувати їх руйнівну дію. І, нарешті, третій крок - ліквідаціянаслідків надзвичайних ситуацій. Потрібно по можливості оперативно ліквідуватинебезпека, врятувати вцілілих та відновити стабільне існування даногорегіону.

А для цього необхідно вміти розраховувати можливі розміризавалів та втрати серед населення при різних надзвичайних ситуаціях, длярізних будівель і споруд.

Завали, що утворюються при руйнуваннібудівель

При впливі вражаючих факторів вибухів, землетрусів,цунамі та руйнування гребель будівлі можуть отримати ту чи іншу ступінь руйнування.Аналіз характеру руйнувань будівель при надзвичайних ситуаціях показав, що будівліпри повному руйнуванні практично повністю перетворюються на уламки, утворюючизавали. При руйнуванні будинків на щабель нижче повної в розрахунках можна прийняти,що обсяг завалів становить приблизно 50% від обсягів завалів будівель в разі їхповного руйнування.

Завали різних типів будівель характеризуються показниками.Показники завалів будівель є визначальними параметрами при виборітехнології рятувальних робіт. Показники можна звести до двох груп:

- показники, які безпосередньо характеризують завал;

- показники, що характеризують уламки завалу.

До показників, безпосередньо характеризують завал, можна віднести:

- дальність розльоту уламків;

- висоту завалу;

- об'ємно-масові характеристики завалів;

- структуру завалів по вазі уламків, складом будівельнихелементів і арматури.

До показників, що характеризує уламки завалу, відносять.

- вагауламків;

- геометричні розміри;

- структуру і зміст арматури.

Розрахунокзавалів

На підставі аналізу матеріалів натурних завалів будівельвстановлено, що завали будівель можна спрощено уявити як обеліски - геометричніфігури з прямокутними підставами, розташованими в паралельних площинах(Рис.1). Протилежні бічні грані обеліска нахилені до основи. Основнимиданими для побудови цієї фігури є розміри підстави будівлі А і В,висота завалу h і дальність розльоту уламків L. Характерними геометричнимипоказниками завалу також є довжина і ширина завалу.

Довжина завалу - геометричний розмір завалу в напрямку найбільшогорозміру А будівлі:

A ЗАВ = 2L + A (1)

Ширина завалу - геометричний розмір завалу в напрямку найменшого розміруУ будівлі

B ЗАВ = 2L + B (2)

де L - дальність розльоту уламків, L = Н/2 ... Н.

Розрахункові схеми завалів залежать від впливу вражаючогофактора. Приймається, що при аварії з вибухом всередині будівлі, уламкирозлітаються в сторони рівномірно, а при вибуху поза будівлею уламки зміщуються понапрямку дії повітряної ударної хвилі.

Рис. 1. Розрахункові схеми завалів: а - при вибуху всерединібудівлі; б - при вибуху поза будівлею, в - при землетрусі.

h - висота завалу;

l - дальність розльоту уламків;

А, В, Н - довжина, ширина, висота будівлі;

А ЗАВ , В ЗАВ - довжина, ширина завалу;

------ 1 - контур будівлі до руйнування;

- 2 - контур завалу.

Характерний розмір завалу за напрямом дії повітряноїударної хвилі в останньому випадку дорівнює

B ЗАВ = B + L або A ЗАВ = A + L (3)

Верхня грань розрахункового обеліска при аваріях з вибухомприймається рівною площі підстави будівлі. При землетрусах площа верхньоїграні обеліска по розмірах менше площі основи будівлі. Довжина і ширинаверхньої грані обеліска, для цього випадку, відповідно дорівнює:

A 1 = A - 2L; B 1 = B - 2L. (4)

Дальністьрозльоту уламків

завал руйнування уламок вибух

Дальність розльоту уламків при вибухах:

Розглянемо методику визначення дальності розлітання уламківпри вибухах, прийнявши наступні передумови:

- хвиля миттєво обтікає уламки внаслідок їхніх невеликихрозмірів;

- обертання уламків при розльоті і зміни за рахунок цьоголобовою площі F Л (міделю) не відбувається.

Дальність розльоту уламків (L) - відстань від контуру будівлі до основної маси уламків.

Зсув уламків можна описати рівняннями руху вгоризонтальному і вертикальному напрямках. Розглянемо спочатку горизонтальнерух уламків з урахуванням опору повітря.

Силу, створювану швидкісним напором повітряної ударної хвилічинним на уламок, обчислюють за формулою

, (5)

де С Х - коефіцієнт лобового опору,який для уламків приймають рівним 1,5;

r Ф (t) і U Ф (t) - щільність ішвидкість повітряного потоку в момент часу t;

F Л - площа лобового перетину уламків.

У міру збільшення швидкості уламків зростає опірповітряного потоку горизонтальному руху уламка

, (6)

де х (t) -горизонтальна швидкість уламка в момент часу t.

Тепер розглянемо вертикальний рух уламків з урахуваннямопору повітря. Навантаження, створювана силою тяжіння, складе

P = F Л * d * r * g, (7)

де d - товщина стінибудівлі;

r -щільність матеріалу;

g -прискорення вільного падіння.

Опір повітряного потоку вертикальному руху можнаописати залежністю

, (8)

де С у - коефіцієнт опору (С у = С Х );

F H - площа горизонтального перерізу уламка;

y 2 (t) - вертикальна швидкість уламка вмомент часу t.

Тоді рух уламка можна описати системою рівнянь

, (.9)

де m = F Л * d * r - маса уламку.

Розрахунки за формулою (9) і дані натурних завалів показують,що дальність розльоту уламків при мінімальному тиску, викликає повнеруйнування стін будівель, наближено складає

, (Н - висота будівлі).

Дальність розльоту уламків приземлетрусах

При землетрусах дальність розльоту уламків розраховуєтьсяз умови, що кут нахилу бічних сторін обеліска дорівнює куту природногоукосу. Виходячи з цієї умови, дальність розльоту уламків складає

, м (Н-висота будівель).

Підбивши підсумки, можна рекомендувати, при оперативномупрогнозуванні заваліваемості вулиць та під'їзних шляхів, дальність розльотууламків приймати рівною (м):

при аваріях з вибухом - L = H; (10)

при землетрусах - L = H/3. (11)

Висота завалів

Висота завалів при вибухах.

Висота завалу (h) -відстань від рівня землі до максимального рівня уламків у межах контурубудівлі.

Основними чинниками, що визначають висоту завалу, єповерховість будівлі і величина діючого тиску у фронті повітряної ударноїхвилі. Чим більший тиск, тим далі розлітаються уламки, що призводить дозменшення висоти завалу (рис.2). Максимальної за величиною висота завалу будев тому випадку, якщо на будівлю діє мінімальне тиск, що викликаєруйнування стін будівлі. За мінімальний тиск зазвичай приймають DР Ф = 0,05 МПа.

Висоту завалу можна визначити з умови рівності обсягуутворився завалу

, (12)

і обсягу обеліска

, (13)

де А, В, Н - довжина, ширина і висота будівлі;

у - обсяг завалу на 100 м 3 об'єму будівлі;

h -висота завалу;

L -дальність розльоту уламків;

А ЗАВ , В ЗАВ - довжина і ширина завалу

А ЗАВ = A + 2L; B ЗАВ = B + 2L (при вибухувсередині будівлі)

A ЗАВ = A + L; B ЗАВ = B + L (при вибуху поза будівлею) (14)

При розрахунку висоти завалу за формулою (2.13) дальність розльотууламків для аварій з вибухом рекомендується приймати рівною половині висотибудівлі (L = Н/2).

Рис. 2. Розрахункова схема освіти завалу при різнихтисках у фронті повітряної ударної хвилі

Н 1 , h n , 1 1 , 1 n -відповідно висота і довжина завалу;

DP 1 , DP i , DP n - значення тисків (DP 1 i n );

В - розмір будівлі.

Висота завалу на різних відстанях х : від будівлізалежить від висоти завалу в межах контуру будівлі і дальності l розльоту уламків

Показник g у формулі (12) при орієнтовних розрахунках рекомендується прийматирівним:

- для промислових будівель g = 20 м 3 ;

- для житлових будинків g =40 м 3 .

Більш точні значення показників g, з урахуванням різних типів іконструктивних рішень будинків, наведені в табл. 1. Ці дані отримані наоснові статистичної обробки відповідних показників натурних завалів.

Таблиця 1. Об'ємно-масові характеристики завалу.

Тип будівлі

Пустотність (a), м 3

Питомий об'єм (g), м 3

Об'ємна вага (b), т/м 3

Виробничібудівлі: одноповерхова легкоготипу 40 14 1,5 одноповерхова середньоготипу 50 16 1,2 одноповерхова важкоготипу 60 20 1 Багатоповерхове 40 21 1,5 Змішаного типу 45 22 1,4 Житлові будинкибезкаркасні: Цегляна 30 36 1,2 мелкоблочной 30 36 1,2 великоблочні 30 36 1,2 Великопанельне 40 42 1,1 Житлові будинки каркасні: зі стінами з навіснихпанелей 40 42 1,1 зі стінами з кам'янихматеріалів 40 42 1,1

Примітки:

1. Пустотність завалу (a) - обсяг пустот на 100 м 3 завалу, використовуєтьсяпри підготовці пропозицій по технології рятувальних робіт, зокрема, припроходці галерей в завалах. Аналіз інформації щодо руйнування будівель показав, щопорожнистість завалів промислових будівель може бути майже в два рази більшежитлових.

2. Питомий об'єм завалу (g) - обсяг завалу на 100 м 3 будівельного об'єму.Цей показник використовується при визначенні висоти завалу (4) і обсягу завалу(1).

3. Об'ємна вага завалу (b) - вага в т 1 м 3 завалу.

На підставі узагальнення розрахунків отримано формулу длявизначення висоти завалу при оперативному прогнозуванні

, м (15)

де Н - висота будівлі в м;

g - обсяг завалу на 100 м 3 об'єму будівлі;

k - показник, що дорівнює:

для вибуху поза будівлею k = 2; для вибуху всередині будівлі k = 2,5.

Висота завалів при землетрусах

При землетрусах висота завалу розраховується за тими жформулами, але з урахуванням поправки на розрахункову схему завалу (рис. 2.1). Обсягобеліска в цьому випадку дорівнює

(16)

де А ЗАВ , В ЗАВ - розміри нижніх гранейобеліска (довжина і ширина завалу);

A ЗАВ = A + 2L; B ЗАВ = B + 2L;

А 1 і В 1 - розміри верхніх гранейобеліска;

A 1 = A - 2L; B 1 = B - 2L.

При оперативному прогнозуванні висоту завалу дляземлетрусу рекомендується визначати за формулою (15), в якій показник Доприймається рівним К = 0,5.

Втратинаселення

Для орієнтовноговизначення безповоротних втрат населення (персоналу) поза будівлями і притулківможна використовувати формулу:

(17)

де Р - щільністьнаселення (персоналу), тис. чол./км 2 ;

G тнт - тротиловий еквівалент, т.

Санітарні втрати приймають рівними:

(18)

Загальні втрати:

(19)

Таблиця 2.Втрати персоналу на об'єкті, С i (%).

Ступінь Ступінь захищеності персоналу Руйнування Чи не захищений У будівлях У захисних спор. Будівель Загальні Безвозвр. Загальні Безвозвр Загальні Безвозвр

Слабка

Середня

Сильна

Повна

8

12

80

100

3

9

25

30

1,2

3,5

30

40

0,4 ​​

1,0

10

15

0,3

1,0

2,5

7,0

0,1

0,3

0,8

2,5

При визначенні втратсеред персоналу об'єкта економіки необхідно враховувати ступінь його захищеностів будівлях і спорудах та ступінь руйнування останніх:

,чол, (20)

де N i - кількість персоналу на об'єкті,чол;

n - число будівель (споруд) наоб'єкті;

З i - відсоток втрат,% (табл. 2)

Вибухконденсованих ВВ

Для визначенняЗалежно надлишкового тиску на фронті ударної хвилі DP ф , кПа, від відстані R, м, до епіцентру вибуху конденсованого вибуховоїречовини найчастіше використовують формулу М.А. Садовського, застосовну дляназемного вибуху, а також для повітряного вибуху на R> 8h (h - висота вибуху)

, (21)

Таблиця 3.Ступіньруйнування об'єктів в залежності від надлишкового тиску DР ф , кПа

Об'єкт

Тиск DР ф , кПа, відповідне ступеня руйнування

Повний Сильне Середнє Слабке *

Будівлі

Житлові

цегляні багатоповерхові 30 ... 40 20 ... 30 10 ... 20 8 ... 10 цегляні малоповерхові 35 ... 45 25 ... 35 15 ... 25 8 ... 15 Дерев'яні 20 ... 30 12 ... 20 8 ... 12 6 ... 8

Промислові

з важким метал. або ж/б каркасом 60 ... 100 40 ... 60 20 ... 40 10 ... 20 з легким метал. каркасом або безкаркасні 80 ... 120 50 ... 80 20 ... 50 10 ... 20

Промислові об'єкти

ТЕС 25 ... 40 20 ... 25 15 ... 220 10 ... 15 Котельні 35 ... 45 25 ... 35 15 ... 25 10 ... 15 трубопроводи наземні 20 50 130 - трубопроводи на естакаді 20 ... 30 30 ... 40 40 ... 50 - трансформаторні підстанції 100 40 ... 60 20 ... 40 10 ... 20 ЛЕП 120 ... 200 80 ... 120 50 ... 70 20 ... 40 водонапірні башти 70 60 ... 70 40 ... 60 20 ... 40 Верстатне обладнання 80 ... 100 60 ... 80 40 ... 60 25 ... 40 Ковальсько-пресове обладнання 200 ... 250 150 ... 200 100 ... 150 50 ... 100

Резервуари, трубопроводи

сталеві наземні 90 80 55 35 газгольдери та ємності ПММ і хім. Речовин 40 35 25 20 частково заглиблені для нафтопродуктів 100 75 40 20 Підземні 200 150 75 40 Автозаправні станції - 40 ... 60 30 ... 40 20 ... 30 Перекачувальні і компресорністанції 45 ... 50 35 ... 45 25 ... 35 15 ... 25 резервуарні парки (заповнені) 90 ... 100 70 ... 90 50 ... 80 20 ... 40

Транспорт

металеві та з/б мости 250 ... 300 200 ... 250 150 ... 200 100 ... 150 ж/д шляху 400 250 175 125 тепловози з масою до 50 т 90 70 50 40 Цистерни 80 70 50 30 Вагони суцільнометалеві 150 90 60 30 Вагони товарні дерев'яні 40 35 30 15 автомашини вантажні 70 50 35 10

Примітка: * Слабкіруйнування - пошкодження або руйнування дахів, віконних і дверних прорізів. Збиток- 10 - 15% від вартості будівлі.

Середні руйнування -руйнування дахів, вікон, перегородок, горищних перекриттів, верхніх поверхів. Збиток- 30 - 40%.

Сильні руйнування -руйнування несучих конструкцій і перекриттів. Збиток - 50%. Ремонт недоцільний.

Повне руйнування -обвалення будівель.

При вероятностном методівражаюча дія ударної хвилі визначається як надлишковим тиском нафронті ударної хвилі DР ф , кПа, так і імпульсом фази стиснення ударної хвилі I + , кПа.с.

Величину імпульсу фазистиснення I + , кПа.с на відстані R, м від епіцентру вибуху для орієнтовних розрахунків можнавизначити за наближеною формулою

(22)

Тут G тнт - В«тротиловий еквівалентВ», рівниймасі тринітротолуолу (тротилу), при вибуху якого виділяється така жкількість енергії, як і при вибуху розглянутого вибухової речовини G, кг. Величина G тнт , кг, визначають за формулою

Таблиця 4.

Індивідуальні

4520

4520

Таблиця 5. № ка 1 Розрив барабанних перетинок

2 Контузія

, де m - маса тіла, кг

3 Летальний результат

Руйнування будівель 4 Слабкі руйнування

5 Середні руйнування

6 Cільние руйнування

Таблиця 6.Залежність ступеня ураження (руйнування) від пробитий-функції.

Р пір, %

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2,67 2,95 3,12 3,25 3,38 3,45 3,52 3,59 3,66 10 3,72 3,77 3,82 3,87 3,92 3,96 4,01 4,05 4,08 4,12 20 4,16 4,19 4,23 4,26 4,29 4,33 4,36 4,39 4,42 4,45 30 4,48 4,50 4,53 4,56 4,59 4,61 4,64 4,67 4,69 4,72 40 4.75 4.77 4.80 4.82 4.85 4.87 4.90 4.92 4.95 4.97 50 5,00 5,03 5,05 5,08 5,10 5,13 5,15 5,18 5,20 5,23 60 5,25 5,28 5,31 5,33 5,36 5,39 5,41 5,44 5,47 5,50 70 5,52 5,55 5,58 5,61 5,64 5,67 5,71 5,74 5,77 5,82 80 5,84 5,88 5,92 5,95 5,99 6,04 6,08 6,13 6,18 6,23 90 6,28 6,34 6,41 6,48 6,55 6,64 6,75 6,88 7,05 7,33 99 7,33 7,37 7,41 7,46 7,51 7,58 7,65 7,75 7,88 8,09 Структура та об'ємно-масові характеристики завалів

Структура завалів впливає як на способи виконаннярятувальних робіт, так і на склад сил і засобів, що залучаються для ліквідаціїнаслідків землетрусу. Основними показниками, що характеризують структурузавалу, є розподіл уламків по вазі, складу елементів (матеріалу)і змістом арматури.

Таблиця 7. Структура завалу по вазі уламків, (%).

Тип будівлі Тип уламків по вазі Дуже великі, більше 5т. Великі, від 2 до 5 т. Середні, від 0,2 до 2 т. Дрібні до 0,2 т. Виробничеодноповерхова 60 10 20/5 10/25 Виробничебагатоповерхове і змішаного типу 10 40 40/10 10/40 Житлова будівлябезкаркасне 0 30 60/10 10/60 Житлова будівля каркасне 0 50 40/10 10/40

Примітка: в чисельнику - значення для стін з великих панелей, в знаменнику -значення для стін з кам'яних матеріалів (цегли, дрібних уламків).

Структура завалу по вазі уламків - процентний вміст взавалах різних типів уламків - визначається за табл. 7. Ці показникиотримані на основі аналізу інформації про завалах будівель, зруйнованих при аваріяхі катастрофах, а також при проведенні ряду натурних випробувань. При визначенніскладу сил і засобів слід мати на увазі, що дуже великі і великі уламкивагою більше 2-х т, переміщуються з використанням інженерної техніки, середні -вагою до 2-х т, можуть бути переміщені за допомогою ручних лебідок, а дрібні -вагою до 0,2 т, можуть бути переміщені рятувальниками вручну.

Структура завалу за складом елементів - процентний вміств завалах уламків з різного матеріалу - визначається за табл. 8. Ціпоказники можуть бути використані при оцінці обсягів та видів робіт.

Таблиця 8. Структура завалу за складом елементів (%) при руйнуваннібудівель.

Склад елементів Будинки житлові зі стінами Будинки виробничізі стінами з цегли (кам'янихматеріалів) з великих панелей з цегли з великих панелей Цегляні брили, битийцегла 50 - 25 - Уламки залізобетоннихі бетонних конструкцій 15 75 55 80 Дерев'яні конструкції 15 8 3 3 Металевіконструкції (включаючи верстатне обладнання) 5 2 10 10 Будівельне сміття 15 15 7 7

Структура завалу за складом арматури - зміст арматури врізних перетинах завалу.

В даний час, в літературі відсутні будьвідомості за змістом арматури в перетинах завалу. Ці показники отримані наоснові аналізу проектів виробничих і житлових будівель. Результати узагальненняматеріалів наведено в табл. 6. Зміст арматури в завалі за межамиконтуру будівлі визначається за формулою

, см 2 ,

де F a -зміст арматури в межах контуру будівлі (табл. 4);

х - розглядається відстань від контуру будівлі;

l -дальність розльоту уламків.

Показники за змістом арматури в завалі можуть бутивикористані при плануванні розподілу технічних засобів, що використовуютьсядля різання металу.

Показникиуламків

До показників, що характеризує великі уламки завалів, віднесенімаксимальна вага, розміри і структура уламка за складом арматури. Максимальнийвага уламків необхідно знати, для підбору вантажопідйомності крана, а їх розміри- Для підбору транспортних засобів. Ці показники отримані на основі аналізупроектом виробничих і житлових будівель і можуть бути прийняті для виробничихбудівель по табл. 9, для житлових - по табл. 10.

Як видно з таблиць, для виконання рятувальних робіт прирозбирання завалів виробничих будівель може виникнути потреба в кранахвантажопідйомністю понад 30-ти т. При веденні робіт в районах розміщення житловихбудівель досить мати вантажопідйомні засоби до 4-х тонн.

Таблиця 9. Вага основних конструктивних елементів виробничих будівель ізміст арматури.

Тип будівлі Конструктивні елементиі їх розміри, м Вага, т Зміст арматури, кг Одноповерхова легкоготипу

Н = 3,6

Н = 7,2

Балки покриття:

l = 6

l = 12

l = 18

Плити покриття:

6 х 1,5

6 х 3

12 х 1,5

12 х 3

Смугові панелізовнішніх стін:

6 х 1,2

6 х 1,8

1

4

3

5

12

1

2

3,5

7

2

3

80

300

200

300

1200

130

250

200

400

60

100

Одноповерхова середньоготипу

Колони:

Н = 8,4

Н = 10,8

Ферми покриття:

l = 18

l = 24

5

12

8

20

300

600

500

1500

Одноповерхова важкоготипу

Колони:

Н = 10,8

Н = 18

Ферми покриття:

l = 24

l = 36

Плити покриття:

12 х 3

10

20

20

35

7

600

1500

1200

2500

300

Багатоповерхове...

Колони:

Н = 6,2

Н = 10

Н = 14,8

Балки перекриттів:

l = 5

l = 9

Плити перекриттів:

6 х 0,75

6 х 2,5

3

5

10

4

7

0,5

1

660

1200

150

400

700

65

130

Змішаного типу Будівельна системавключає елементи багатоповерхової будівлі та одноповерхової середнього типу

Таблиця 10. Вага основних конструктивних елементів житловихбудівель і зміст арматури.

Тип будівлі Конструктивні елементи Вага, т Зміст арматури, кг Безкаркасне

Цегляна

мелкоблочной

великоблочні

Великопанельне

Максимальна вагауламків стін

Максимальна вагауламків стін

Максимальна вагауламків стін

Панелі зовнішніх стін

1,5

1

2

4

-

-

-

140

Каркасне Зі стінами з навіснихпанелей Панелі зовнішніх стін 3 100 Зі стінами з кам'янихматеріалів

Максимальна вагауламків стін

Колони:

Н = 8 м перетином 30 х30 см

(до 5 поверхів)

Н = 8 м перетином 40 х40 см

(5 - 12 поверхів)

Ригелі каркасу 40 х 45см

Плити перекриттів 6 х 1м

1

2

2,5

2

2,5

-

150

200

150

150

Розрахункова частина Приклад завдання

Вихідні дані . На складі вибухових речовин стався вибух 40 тнітрогліцерину. На відстані R 1 = 250 м від складузнаходиться виробничий об'єкт - одноповерхова будівля середнього типумеханічних майстерень розмірів 20х20х5 м 3 , на відстані R 2 = 700 м - селище з багатоповерховимицегляними будинками. У будівлі майстерень під час вибуху перебували n = 20 осіб, щільність персоналу натериторії об'єкта економіки Р = 1200 чол./км 2 .

Визначити ступіньруйнування будівель на об'єкті економіки і в населеному пункті, втрати людей,розміри завалів від зруйнованих будівель. Знайти радіуси зон летального ураження,контузії і безпечною для людини. Зробити висновки.

Рішення.

1. З використанням даних табл. 4 поформулою 23 знаходимо величину тротилового еквівалента G тнт

G тнт = (6700/4520) 40000 = 59292 кг

2. Надлишкові тиску на фронті ударноїхвилі DР ф на відстанях R = 250 м і R = 700 м знайдемо за формулою 21

DР ф 250 = 95 х 59292 1/3 /250 + 390 х 59292 2/3 /250 2 + 1300 х 59 292/250 3 = 29,24 кПа

DР ф 700 = 95 х 59292 1/3 /700 + 390 х 59292 2/3 /700 2 + 1300 х 59 292/700 3 = 6,73 кПа

3. Як випливає з табл. 3 при надлишковомутиску на фронті ударної хвилі DР ф = 29,24 кПа будівля механічної майстерніотримає середні руйнування, а багатоповерхові цегляні будівлі в населеному пункті(DР ф = 6,73 кПа) отримаютьслабкі руйнування.

4. Населення селища отримає легкіпоразки (удари, втрата слуху), персонал механічної майстерні отримаєрізні ураження (удари, переломи, порізи,) а на об'єкті економіки втратиперсоналу поза будівлями визначимо за формулами 17 - 19.

N безв = 1,2 х 59,292 2/3 = 18 чоловік

N сан = 4 х 18 = 72 людини

N заг = 18 + 72 = 90 чоловік

5. Згідно з табл. 2 при середньомуруйнуванні будівлі механічної майстерні з 30 працівників постраждає 1людина, ніхто не загине.

6. Радіуси зон летального ураження,контузії і безпечною для людини визначимо графічним шляхом. Для цьогознайдемо величину надлишкового тиску на фронті ударної хвилі на відстані R = 200 м.

DР ф 500 = 95 х59292 1/3 /500 + 390 х 59292 2/3 /500 2 + 1300х 59292/500 3 = 10,4 кПа

DР ф 150 = 95 х59292 1/3 /150 + 390 х 59292 2/3 /150 2 + 1300х 59292/150 3 = 73,89 кПа

Графічно залежність DР ф = f (R) представлена ​​на рис. 3.

Як випливає з графіка нарис. 3. радіус зони летального ураження (DР ф = 100 кПа) дорівнює R років = 120 м, контузії (DР ф = 70 кПа) R конт = 150 м і безпечної зони (DР ф = 10 кПа) R без = 500 м.

7. Перевіримо ймовірність 100% загибеліперсоналу на межі зони летального ураження (DР ф = 100 кПа, R років = 120 м).

За формулою 22 знайдемоімпульс фази стиснення ударної хвилі

I + 165 = 0,4 х (59292) 2/3 х (120) -1/2 = 55,52 кПа.с.

За формулою 3 длявизначення пробитий-функції для летального ураження людини табл. 5 знайдемо

Відповідно до табл. 6значенню Pr = 7,58 відповідає ймовірність(Вражаючий фактор) летального ураження 99,5%.

8. Визначимо ймовірність різногоруйнування будівель в населеному пункті (R = 700 м, DР = 6,73 кПа)

I + 500 = 0,4 х (59292) 2/3 х(700) -1/2 = 22,99 кПа.с

За формулою4 з табл. 5 знаходимо значення пробитий-функції для випадку слабкого руйнуваннябудівель

,

чого, згідно табл. 6,відповідає ймовірність 65%.

Вірогідність сильногоруйнування будівель буде дорівнює (форм. 6 табл. 5)

,

чому відповідаєймовірність 2%.

Таким чином,імовірнісний метод прогнозування наслідків вибуху дає більш точнеуявлення про можливі наслідки техногенної аварії.

9. При зовнішньому вибуху довжина завалускладе (формули 1, 2)

А зав = 20 + 5/2 = 22,5 м

ширина завалуУ зав = 20 + 5/2 = 22,5 м

висота(Формула 15) h = 20 х 5/(100 + 2 х 5) = 0,91 м.

Висновки:

Завал являє собоюобеліск з квадратною основою 22,5 х 22,5 м. і висотою 0,91 м.

Пустотність завалу прируйнуванні одноповерхового виробничого будинку середнього типу буде дорівнює(Табл. 1) a = 0,5 м 3 /м 3 ,питомий обсяг g =0,16 м 3 /м 3 , об'ємні вага b = 1,2. Т/м 3 .

Розглядаючи структурузавалу можна сказати: (виходячи з таблиці 7) що 60% завалу складуть дужевеликі уламки (від 5 т.), 10% - великі (від 2 до 5 т.), 5% - середні (від 0,2до 2 т.), 25% - дрібні (до 0,2 т.); (виходячи з таблиці 8) що більшу частину завалу(80%) складуть уламки бетонних конструкцій і цегли. Тому при розчищеннізавалів знадобиться інженерна техніка, здатна пересувати важкі уламки.

Незважаючи на те, що вбудівлі майстерень пост...раждалих буде небагато, необхідно по можливості видалитибудівлю від вибухонебезпечних об'єктів на випадок вибуху більшого обсягу вибуховоїречовини.

Варіанти завдань

№ Речовина

G ВВ , т.

R 1 , м.

n, чол. A x B x h, м.

R 2 , м.

P, чол/км 2

1 Тротил 20 100 10 20 х 30 х 5 500 500 2 Гексоген 20 100 10 20 х 30 х 5 500 600 3 октоген 20 100 10 20 х 30 х 5 500 700 4 Нітрогліцерин 20 100 10 20 х 30 х 5 500 800 5 Тетра 20 100 10 20 х 30 х 5 500 900 6 Тротил 30 200 15 30 х 30 х 4 700 1000 7 Гексоген 30 200 15 30 х 30 х 4 700 1100 8 октоген 30 200 15 30 х 30 х 4 700 1200 9 Нітрогліцерин 30 200 15 30 х 30 х 4 700 1300 10 Тетра 30 200 15 30 х 30 х 4 700 1400 11 Тротил 40 400 20 20 х 40 х 4 900 1500 12 Гексоген 40 400 20 20 х 40 х 4 900 1600 13 октоген 40 400 20 20 х 40 х 4 900 1700 14 Нітрогліцерин 40 400 20 20 х 40 х 4 900 1800 15 Тетра 40 400 20 20 х 40 х 4 900 1900 16 Тротил 50 600 30 30 х 40 х 5 1000 2000 17 Гексоген 50 600 30 30 х 40 х 5 1000 2100 18 октоген 50 600 30 30 х 40 х 5 1000 2200 19 Нітрогліцерин 50 600 30 30 х 40 х 5 1000 2300 20 Тетра 50 600 30 30 х 40 х 5 1000 2500 Результатирозрахунків №

G ТНТ , кг.

DР Ф 1 , кПа

DР Ф 2 , кПа

N безв. , чол.

N сан. , чол.

N заг. , чол.

R років. , м.

1 20000 80,52 6,51 3 12 15 50 2 23717 90, 32 6,99 5 20 25 70 3 25929 95,99 7,26 6 24 30 100 4 29646 105,3 7,68 7 28 35 110 5 19911 80,28 6,5 6 24 40 70 6 30000 29,04 5,1 9 36 45 30 7 35575 31,95 5,46 11 44 55 40 8 38894 33,6 5,66 13 52 65 50 9 44469 36,29 5,97 16 64 80 100 10 29867 28,97 5,09 13 52 65 70 11 40000 11,78 4,24 17 68 85 60 12 47434 12,75 4,53 21 84 105 90 13 54858 13,66 4,8 24 96 120 100 14 59292 14,17 4,95 27 108 135 100 15 39823 11,76 4,24 22 88 110 50 16 50000 7,6 4,09 27 108 135 100 17 59292 8,18 4,37 31 124 155 110 18 64823 8,5 4,53 35 140 175 120 19 74115 9,0 4,77 40 160 200 95 20 49779 7,59 4,09 33 132 165 70 №

R конт. , м.

R без. , м.

Р років. ,%

Р слабкий. ,%

Р сил , . %

А зав. , м.

У зав. , м.

h зав , м.

1 120 330 94 64 2 22,5 32,5 0,9 2 150 350 92 66 2 22,5 32,5 0,9 3 130 320 88 68 2 22,5 32,5 0,9 4 160 430 90 70 3 22,5 32,5 0,9 5 110 320 88 64 2 22,5 32,5 0,9 6 80 310 99,5 54 1 32 32 0,74 7 100 350 99,5 57 1 32 32 0,74 8 105 350 99,3 58 1 32 32 0,74 9 130 450 97... 60 1 32 32 0,74 10 110 420 96 54 1 32 32 0,74 11 130 420 99 48 1 22 42 0,74 12 140 430 98 49 1 22 42 0,74 13 150 460 99 52 1 22 42 0,74 14 110 510 99 53 1 22 42 0,74 15 90 420 99,3 21 1 22 42 0,74 16 110 520 98 45 1 32,5 42,5 0,9 17 130 560 99 48 1 32,5 42,5 0,9 18 150 570 99 49 1 32,5 42,5 0,9 19 130 570 99,6 51 1 32,5 42,5 0,9 20 110 550 99,3 45 1 32,5 42,5 0,9