Глава 5. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ВЗРЫВА

И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЙ 

Одним из наиболее распространенных способов совершения террористических актов является использование взрывчатых веществ (ВВ) для подрыва различных объектов (зданий, мостов, нефте- и газопроводов, резервуаров с нефтепродуктами, производственных помещений и т.д.). Для оценки степени поражения и разрушения объектов при взрыве и, следовательно, объема и стоимости восстановительных работ необходимо знать методы расчета характеристик взрыва и его последствий.

В результате разрушения резервуаров, трубопроводов и технологического оборудования с горючими веществами возможен их выброс внутрь здания или на открытую площадку с образованием газопаровоздушной смеси (ГПВС). Взрыв образовавшейся ГПВС представляет серьезную опасность для персонала, зданий, сооружений и технологического оборудования. Особенно велика вероятность взрыва ГПВС на объектах нефтехимической и химической промышленности, где хранятся и используются значительные объемы горючих газов и легковоспламеняющихся жидкостей. Суммарная протяженность магистральных нефте- и газопроводов в России составляет более 130 тыс. километров. При аварийной разгерметизации отдельных их участков последствия могут быть очень трагичными. Так, например, при взрыве газовоздушной смеси, образовавшейся при аварийной разгерметизации магистрального продуктопровода, 3 июля 1989 г. вблизи одного из регионов Куйбышевской железной дороги погибло 258 пассажиров двух поездов.

5.1. Расчет характеристик взрыва конденсированных взрывчатых веществ

Основным поражающим действием взрывчатых веществ является ударная волна. Поэтому для определения поражающего действия взрывчатого вещества необходимо рассчитать избыточное давление взрыва

,                                      (5.1)

где р – давление на фронте ударной волны;

р₀ – давление невозмущенного воздуха – атмосферное давление (101 кПа).

Величина Dр зависит от типа взрывчатого вещества, массы взорванного заряда, расстояния от центра взрыва и характера подстилающей поверхности.

Расчет величины избыточного давления Dр проводится в два этапа. На первом этапе находится приведенный радиус зоны взрыва по формуле

,                                           (5.2)

где R – расстояние от центра взрыва, м;

М – масса заряда, кг;

К – коэффициент, учитывающий характер подстилающей поверхности;

Т_Э – тротиловый эквивалент взрывчатого вещества.

В табл. 5.1 приведены значения коэффициента К для разных типов подстилающих материалов.

Таблица 5.1

Значения коэффициента К для разных материалов

Тротиловый эквивалент, как было показано выше, – это отношение массы взрывчатого вещества к массе тротила, создающей одинаковое поражающей действие. При Т_Э < 1 взрывчатое вещество обладает более сильным разрушающим действием, чем тротил (на один килограмм взрывчатого вещества); при Т_Э = 1 взрывчатое вещество имеет такую же разрушающую силу, как и тротил; при Т_Э > 1 взрывчатое вещество будет производить меньшее разрушающее воздействие, чем тротил. В табл. 4.3 приведены значения тротилового эквивалента для промышленных взрывчатых веществ. В табл. 5.2 приведены значения тротилового эквивалента для некоторых боевых взрывчатых веществ.

Таблица 5.2

Значение тротилового эквивалента

для боевых взрывчатых веществ

На втором этапе по рассчитанному значению приведенного радиуса  (5.2) рассчитывается величина избыточного давления Dр. При этом зависимости от величины  используются разные формулы. Для значений 6.2 расчет избыточного давления взрыва проводится по формуле:

, кПа.                                 (5.3)

Для значений >6.2 расчетная формула для избыточного давления взрыва имеет вид:

, кПа.                                      (5.4)

Используя рассчитанные значения избыточного давления взрыва Δp, можно провести оценку степени разрушения, производимого взрывом. При оценке поражающего действия взрывчатого вещества выделяют четыре зоны разрушения объектов, характеристики которых приведены в табл. 5.3.

Таблица 5.3

Зоны разрушения объектов

при разных значениях избыточного давления взрыва

По табл. 5.4 можно определить степень разрушения сооружений. При избыточном давлении взрыва Δp=71.88 кПа будет происходить полное разрушение остекления, перегородок, оконных рам, перекрытий, кирпичных и блочных стен, но разрушения железобетонных конструкций не произойдет.

Рассмотрим порядок расчета избыточного давления взрыва на следующем примере.

Требуется определить поражающее действие при взрыве заряда тротила массой 100 кг на расстоянии от здания R=2 м на открытом грунте.

Вначале определим избыточное давление взрыва Dр при взрыве тротила по формуле (5.2). Коэффициент К для открытого грунта находим по табл. 5.1. Он составляет 0.60. Тротиловый эквивалент для тротила Т_Э=1 (табл. 5.2).

 = .

Поскольку <6.2, то для расчета избыточного давления используем формулу (4.17):

кПа.

Теперь по табл. 5.3 находим, что при взрыве 100 кг тротила образуется зона полного разрушения.

Для оценки степени разрушения зданий и сооружений при конкретном взрыве можно использовать табл. 5.4, в которой представлены предельные значения избыточного давления взрыва Dр, вызывающие различные степени разрушения.

Таблица 5.4

Значения предельного избыточного давления,

вызывающие различные разрушения зданий и сооружений