Деформации грунтов при динамических воздействиях

Необратимые процессы деформирования грунтов весьма энергоемки, поэтому давление на фронте ударной волны быстро падает и скорость ее распространения приближается к скорости звука. Начиная с этого момента впереди ударной волны сжатия, движущейся с уменьшающейся скоростью, распространяется упругая волна напряжения. Скорость распространения последней равна скорости звука в грунте. При взрывах сосредоточенных зарядов в грунте возникают нормальные (радиальные) сжимающие и растягивающие, нормальные круговые растягивающие и касательные напряжения, которые приводят к формированию в грунтах за пределами взрывной полости зоны измельчения и трещинообразования. Наиболее отчетливо эти зоны проявляются в монолитных скальных грунтах, характеризующихся жесткостью и хрупкостью. Вокруг полости располагается сферический слой мелко раздробленного и вместе с тем уплотненного действием взрыва грунта, пронизанного поверхностями скольжения. За уплотненным слоем находится зона трещинообразования, сформированная радиальными, лучевыми и концентрическими, круговыми трещинами. Последние образуются, когда давление взрывных газов снижается, и сильно сжатый грунт разгружается и смещается к центру заряда, в результате чего порода испытывает растяжение в радиальном направлении.

По мере удаления от места взрыва величина напряжений уменьшается и, когда величина растягивающих круговых напряжений становится меньше сопротивления грунта разрыву, в грунте происходят необратимые деформации и разрушения, а только колебательные смещения частиц грунта, сходные с действием сейсмических волн, возникающих при землетрясениях.

Величина формирующихся при взрыве в грунтах радиальных напряжений сжатия зависит от условий взрыва, массы заряда, расстояния от точки взрыва, свойств грунта и рассчитывается по полуэмпирическим формулам.

Упругое возмущение грунта, вызванное действием взрыва, начинается на некотором расстоянии от места взрыва и определяется общей энергией заряда и свойствами среды.