Обеспечение взрывоустойчивости городских и промышленных зданий в условиях плотной застройки

• Автор: Бажина, Елена Витальевна
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : 25 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОРАЖАЮЩИХ ФАКТОРОВ ВЗРЫВА НА ЗДАНИЯ, СООРУЖЕНИЯ И ЛЮДЕЙ.
1.1. Общие сведения из газодинамики и теории взрыва. Характеристика взрывных опасностей

1.2. Поражающие факторы при внешних дефлаграционных взрывах

1.3. Поражающие факторы при детонационных взрывах газопаровоздушных смесей ГПВС

1.4. Поражающие факторы при взрывах конденсированных взрывчатых веществ ВВ

1.5. Выводы по первой главе

2. АНАЛИЗ НОРМАТИВНОЙ БАЗЫ И МЕТОДИК, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПОСЛЕДСТВИЯ ВЗРЫВНЫХ АВАРИЙ НА ЭНЕРГОЕМКИХ ОБЪЕКТАХ

2.1. Исследование и анализ критериев и показателей безопасности

при внешних взрывах

2.2. Руководящие документы по определению предполагаемых взрывных нагрузок и зон поражения при аварийных взрывах.
2.3. Основные недостатки руководящих документов по определению предполагаемых взрывных нагрузок и зон поражения при аварийных взрывах
2.4. Анализ существующих методик расчета нагрузок на здания и объекты при взрывном горении смесей в атмосфере
2.5. Выводы по второй главе
3. ФИЗИЧЕСКИ ОБОСНОВАННЫЕ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ВЗРЫВОВ НА ЭНЕРГОЕМКИХ ОБЪЕКТАХ.
3.1. Эмпирические методики определения параметров поражающих факторов при аварийных дефлаграционных взрывах в атмосфере
3.2. Численные методики определения параметров волн сжатия
при дефлаграционных взрывах в атмосфере.
3.3. Методика определения воздействия поражающих факторов дефлаграционного взрыва на здания, сооружения и людей
3.4. Методика определения параметров поражающих факторов и
зон поражения при взрывах, сопровождающихся ВУВ
3.5. Экспериментальные исследования по определению воздействия взрывных нагрузок на ограждающие конструкции зданий.
3.6. Выводы по третьей главе
4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ И ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ, ПРИЛЕГАЮЩИХ К ЭНЕРГОЕМКИМ ОБЪЕКТАМ.
4.1. Обеспечение взрывобезопасности промышленных объектов.
4.2. Обеспечение взрывобезопасности городских территорий, прилегающих к взрывоопасным объектам.
4.3. Выводы по четвертой главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Практическая значимость работы заключается в возможности оптимального планирования городских застроек, прилегающих к взрывоопасным объектам, и в возможности детальной проработки вопроса взрывобезопасности заводских объектов, находящихся вблизи энергоемких установок. Научная новизна исследования заключается в разработке и обосновании метода оценки состояния взрывоопасности объектов в условиях плотной городской застройки. При этом оценка состояния взрывобезопасности проводится по методикам, базирующимся на решении газодинамической задачи, что наиболее полно отражает физические процессы, протекающие при взрывных авариях. Это позволяет детально исследовать вопрос взрывобезопасности заводских объектов, находящихся вблизи энергоемких установок, и оценивать эффективность защитных мероприятий. Апробация работы. Основные материалы исследований изложены в 5-х статьях. Общие сведения из газодинамики и теории взрыва. Характеристика взрывных опасностей. Наиболее просто общие закономерности формирования и распространения возмущений в газовой среде прослеживаются при рассмотрении уравнений нестационарной газовой динамики, которые представляют собой законы сохранения массы, импульса и энергии. ГДЄ (1. F - массовая сила на единицу объема; Е - приток удельной энергия за единицу времени. В систему (1. Я=8. Т- абсолютная температура; р -молекулярный вес газа. При взрывных явлениях в воздушной среде возникают потоки, в которых физические параметры терпят разрывы. Это воздушные ударные волны (ВУВ) и контактные разрывы (или тангенциальные разрывы), когда разрыв терпит плотность, температура и энтропия, а давление и скорость потока остаются непрерывными. ГТ]В = [Х]% (1. Г, X определяются соотношениями (1. Рг ^(г + 1)Р2-(г-1)А П. Описанная задача носит название задачи о распаде произвольного разрыва. Общее исследование вопроса распада разрыва излагается во всех крупных курсах по механике сплошной среды, например, /, -/. Здесь остановимся только на частном случае распада разрыва, который реализуется при аварийном разрушении емкости, находящейся под давлением. Схематично этот процесс выглядит следующим образом. Имеется закрытая цилиндрическая труба, которая разделена диафрагмой на два отсека. Газ, находящийся в левом отсеке, сжат до определенного давления. При разрушении диафрагмы газ из левого отсека устремится в правый отсек в виде ударной волны. Влево будет распространяться волна разрежения. Схематично картина течения изображена на рис. Разрушаемая т. Давление, фиксируемое в т. Рис. Схема распада произвольного разрыва. Ар1=2Ар2+ 6АР1 . Из последнего соотношения следует, что при отражении волн малой интенсивности их амплитуда удваивается, что соответствует звуковому приближению. В предельном случае большой интенсивности падающей волны происходит ее восьмикратное усиление (в воздушной среде). Рассмотрим распространение бегущих волн конечной амплитуды. Волны малой амплитуды (акустические волны) распространяются со скоростью звука без искажения формы. Для волн конечной амплитуды скорость, с которой перемещаются точки профиля волны, зависят от скорости частиц в волне (или от амплитуды волны). Формула (1. Римана для волн конечной амплитуды. Из (1. Из-за различия скоростей перемещения точек профиля волны, ее форма с течением времени изменяется: точки сжатия «уходят» вперед (относительно всего волнового пакета); точки разрежения отстают, а точки с нулевым избыточным давлением, перемещающиеся со скоростью с0, сохраняют свое первоначальное положение в волне. Это явление можно проиллюстрировать следующим образом (рис. Пусть в начальный момент времени (о профиль волны непрерывен и имеет вид, который изображен на рис. Точки А, С и Е, характеризуемые нулевым избыточным давлением, перемещаются со скоростью Со. Точка В перемещается быстрее, а точка В - медленнее, чем Со- Форма фронта деформируется и в определенный момент времени /2 в профиле волны возникает разрыв, т. При дальнейшем распространении ударная волна «поглотит» волну сжатия и выродится в пилообразный импульс. Рис. Схема трансформации волны сжатия конечной амплитуды в ударную волну.