1. Назначение методики

Методика предназначена для расчета массы сосредоточенного подводного неконтактного заряда конденсированного взрывчатого вещества для разрушения ледяного покрова на реках направленным взрывом в весенний период в интересах предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, связанных с заторными явлениями.

Методика разработана с учетом:

разнообразия структуры и температуры льда, его прочностных характеристик;

глубины погружения зарядов и размеров образующейся майны;

коэффициентов шероховатости речного дна и ледяного покрова;

средней скорости течения речного потока подо льдом;

акустической жесткости дна водоема (песчаное, скала);

аномального эффекта повышения давления при первой пульсации взрывной полости основного заряда;

коэффициента энергетического подобия для различных конденсированных взрывчатых веществ (КВВ);

влияния короткозамедленного взрывания на ихтиофауну.

Применение метода направленного взрыва позволит:

повысить безопасность гидротехнических сооружений;

увеличить площадь разрушения ледяного покрова при той же массе заряда взрывчатых веществ до 50–70%.

Короткозамедленное взрывание зарядов под водой снижает сейсмическую и гидроударную волны взрыва, а критическое значение удельной энергии для «предупрежденных» рыб возрастает в среднем в 1,7–1,8 раза и радиус опасной зоны снижается в 1,3–1,35 раза.

Результаты расчетов могут быть использованы в практической деятельности подразделений РСЧС и ГО, выполняющие задачи рассматриваемого характера.

2. Основные определения, предпосылки и допущения

В Методике рассматривается действие взрыва неконтактного заряда на лед, т.е. заряда, который не имеет непосредственного контакта с подвергающимся действию взрыва ледяным покровом.

Ледяной покров представлен в виде механической системы состоящей из множества балок. Методика рассматривает разрушение балки изо льда одного типа постоянного по всей длине поперечного сечения на сплошном упругом основании.

Принято, что к балке внезапно прикладывается постоянная сила, которая действует в течение некоторого промежутка времени , а потом внезапно исчезает. Деформации балки заканчиваются еще во время действия нагрузки (t_деф<).

Нормативная прочность льда изгибу при его температуре от 0 до -5⁰С определяется по линейным зависимостям на основе классификации Черепанова Н.В. с учетом коэффициента однородности на гарантированное разрушение льда и коэффициент динамического сопротивления льда изгибу.

Взрывы зарядов осуществляются на глубинах при которых имеют место вторичные волны (пульсации), возникающие при схлопывании полости с продуктами детонации.

Ударная волна откалывая часть жидкости над зарядом, образует над свободной поверхностью кумулятивную выемку, а газовая полость, в которой заключено около половины всей энергии продетонировавшего КВВ, создает поле скоростей, ортогональное поверхности выемки (аналог сферической кумуляции).

Наличие выемки создает более резкие градиенты массовых скоростей по обе стороны от оси симметрии, что приводит к существенному усилению эффекта.

Свободная поверхность создается взрывом вспомогательного заряда в воде. Располагая заряды по заданной системе и взрывая их через малые промежутки времени в определенной последовательности, можно обеспечить направленный выброс льда по заданному направлению.