Экспериментальные P* — /-диаграммы1’
Экспериментальные Р* — /-диаграммы (встречаются P — /-диаграммы) более информативны, чем диаграммы, построенные на основе математического исследования идеальных систем. Если результаты экспериментальных исследований де- формируемостй различных конструкций под действием взрывной нагрузки нанести на диаграмму давление — импульс, то каждой степени повреждения или каждому уровню поражения на этой диаграмме соответствуют некоторые гиперболические кривые с вертикальными и горизонтальными асимптотами.
Созданная в Великобритании еще со времен второй мировой войны на основе наблюдаемых разрушений от бомбардировок одна из наиболее обширных баз данных для построения P — /-диаграммы содержит сведения по повреждениям типовых зданий и промышленных сооружений, вызываемым взрывной волной. В работе [300] эти данные аппроксимированы уравнением
■> Как правило, на таких диаграммах по оси ординат откладывается импульс, а по оси абсцисс — давление. Примером такой диаграммы является диаграмма на рис. 4.9.
справедливым для кирпичных зданий с заданным набором степеней повреждений и связывающим степень повреждения с массой заряда BB и расстоянием до центра взрыва. Постоянная К в уравнении (4.23) определяется степенью повреждения здания. На основе уравнения (4.23) можно построить P — і-диаграмму,
, поскольку избыточное давление и удельный импульс падающей
Рис. 4.9. Диаграмма давление — импульс для зданий с кривыми равновероятного поражения [300]:
ί — граница области минимальных повреждений: разрыв соединений и расчленение конструкций; 2 — граница области значительных повреждений: повреждение некоторых конструктивных элементов, несущих нагрузку; .3 — граница области частичного разрушения: 50 ...
75 % стен разрушено илн находится на грани разрушения.ударной волны в атмосферных условиях на уровне моря рассчитываются по известным значениям P и Wc (гл. 2). Такая диаграмма изображена на рис. 4.9 в виде зависимости степени повреждения здания от импульса и избыточного давления в падающей ударной волне, причем аппроксимационное уравнение (4.23) здесь использовано для построения линий равной степени , повреждения *>.
Для трех различных линий равной степени повреждения, представленных на рисунке, можно выделить участки, соответ-
’ По данным работы [300] значения коэффициента К в уравнении (4.23) Для различных степеней разрушения зданий таковы: К = 3,8 -«полное разрушение зданий; К = 5,6 — 50 % зданий полностью разрушено; К = 9,6 — здания непригодны для обитания; А' = 28 — умеренные разрушения, повреждение внутренних малопрочных перегородок; К = 56 — малые повреждения зданий, разбито более 10 % стекол. — Прим. ред.
•
ствующие режимам квазистатического и импульсного приложения нагрузки. Согласно рис. 4.9, степень поражения объекта увеличивается с ростом давления и импульса. Такая эмпирическая P — /-диаграмма применяется в Великобритании также и для оценки степени повреждения некирпичных зданий, небольших административных построек и легких промышленных сооружений каркасной конструкции в предположении, что все эти строения обладают такими же прочностными характеристиками, как и кирпичные здания. Уравнение (4.23) или эквивалентная ему P — і-диаграмма (рис. 4.9) служат основным критерием при выборе безопасных расстояний до центра взрыва, используемым в Великобритании и в настоящее время. Найденные из уравнения (4.23) расстояния оказываются более приемлемыми, чем соотношения, устанавливающие степень повреждения объектов промышленными взрывами BB, так как они построены без привлечения понятия «тротиловой эквивалентности» в нормальных атмосферных условиях на уровне моря. Диаграмма поражения,, построенная в координатах P — і, характеризует только приемник нагрузки и не конкретизирует тип источника взрыва и особенности распространения ударной волны.
Например, для диаграммы, изображенной на рис. 4.9, не имеет значения, от какого источника взрыва получены заданные давление и импульс: от линейного или плоского источника или от нескольких различных неидеальных источников энерговыделения, на уровне моря или на любой другой высоте.В дальнейшем читатель познакомится с различными примерами воздействия воздушных ударных волн на сооружения и на людей, причем анализ воздействия будет проводиться с помощью P — і-диаграмм. Человек воспринимает ударноволновую нагрузку как сложная механическая система, которая в зависимости от параметров падающей ударной волны может «разрушиться» (летальный исход) или претерпеть частичное повреждение (например, потеря слуха), поэтому P — /-диаграммы не должны вызывать у читатедя недоумение. Понятие P — і-диаграммы чрезвычайно важно и широко используется в дальнейшем изложении, поэтому до изучения последующего материала книги читателю следует удостовериться в том, что он уяснил сущность этого понятия.
4.3.