ОБҐРУНТУВАННЯ ТА ЗАГАЛЬНІ МЕТОДОЛОГІЧНІ РОЗРОБКИ ПРОБЛЕМИ ВИБУХОБЕЗПЕКИ ОБ’ЄКТІВ МЕТРОПОЛІТЕНУ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2015/90850Ключові слова:
метрополітен, вибух, безпека, ударна хвиля, ударно-повітряна хвиля, динамічний розрахунок, енергетичний підхідАнотація
Мета. Метрополітен є транспортною системою, яка найбільш схильна до внутрішніх дій, які негативно впливають на її роботу. Однією з таких дій є вибух, причому проаналізована історія вибухів в метрополітені свідчить про серйозну проблему безпеки. Рішення даної проблеми полягає в мінімізації причини, що викликає аварійні і катастрофічні ситуації. Методика. Для вирішення проблеми вибухобезпеки і вибухозахисту об’єктів метрополітену запропоновані основи і методологічні розробки динамічного розрахунку конструкції на першому етапі. Результати. Визначені основні параметри ударних і ударно-повітряних хвиль при вибухах, які впливають на внутрішні і несучі конструкції метрополітену. З’ясовано, що у разі падіння тиск і ослаблення значення імпульсу динамічний розрахунок слід проводити тільки на повний тиск у фазі стиску. У разі, коли дія повного тиску і імпульсу рівнозначна, визначення навантаження ускладнене. Проте одержаний графік залежності імпульсу тиску ударно-повітряної хвилі у фазі стиснення від відстані і маси заряду дозволяє набути значення навантаження для різних випадків. Використовуючи положення динамічних задач про аналіз деформованого стану (розрахунок за другим граничним станом) на базі методу скінченних елементів можна використовувати енергетичний підхід для визначення стану конструкції при вибуховій дії. Запропоновані формули в тензорній формі для практичного визначення енергії деформації або руйнування в точці, а також формули енергії для ударних і ударно-повітряних хвиль. Наукова новизна. Сумісне рішення запропонованих рівнянь енергетичного підходу дає можливість оцінити ступінь деформації або руйнування конструкції підземної споруди. Практична значимість. Застосування енергетичного підходу до вирішення динамічної задачі вибуху і визначення його дії на конструкцію підземної споруди дозволяє обчислювати енергії деформації конструкцій при динамічних діях.Посилання
REFERENCES
Fedunets B. I., Petrenko Ye. V. Stroitelstvo krupnogabaritnykh tonneley v megapolise [Building of biggest tunnels in megapolise]. Metro i tonneli – Metro and Tunnels, 2002, no. 2. pp. 23-25.
Frolov Yu. S., Golitsynskiy D. M., Ledyaev A. P. Metropoliteny [Metro]. Moscow, Zheldorizdat Publ., 2001. 528 p.
Kotlyarevskiy V. A., Vinogradov A. V., Yeremin S. V. Avarii i katastrofy. Preduprezhdenie i likvidatsiya posledstviy [Failures and catastrophes. Warning and liquidation of consequences]. Moscow, Building Universi-ties Publ., 1996, vol. 2. 384 p.
Fire R. H. An engineering tool to calculate heat release rates of multiple objects in underground structures. Safety Journal, 2011, vol. 71, рр. 194-203. doi: 10.1016/j.firesaf.2011.02.001
Fire R. H. Analysis of methodologies for calculating the heat release rates of mining vehicle fires in under-ground mines. Safety Journal, 2015, vol. 71. рр. 194-216. doi: 10.1016/j.firesaf.2014.11.008.
Evkin A. Yu., Kalamkarov A. L. Analysis of large deflection equilibrium states of composite shells of revolu-tion. Pt.l. General model and singular perturbation analysis. Int. J. Solids and Struct., 2001. 38, № 50-51, pp. 8961-8974. doi: 10.1016/S0020-7683(01)00184-6
Baum F. A., Orlenko L. P., Stanyukovich K. P. Fizika vzryva [Physics of explosion]. Moscow, Nauka Publ., 1975. 704 p.
Popov N. N., Rastorguev B. S., Zabegaev A. V. Raschet konstruktsiy na dinamicheskie spetsialnye nagruzki: [Calculation of constructions on the dynamic special loadings]. Moscow, High School Publ., 1992. 319 p.
Kandidov V. P., Chesnokov S. S., Vysloukh V. A. Metod konechnykh elementov v zadachakh dinamiki [Finite elements method in the tasks of dynamics]. Moscow, Moscow University Publ., 1980. 165 p.
Tjutjkin O. L., Miroshnyk V. A. Rozrobka teoretychnykh osnov modyfikovanogho metodu rozrakhunku tune-liv kolovogho okreslennja [Development of theoretical bases of the modified calculation method of circular outline tunnels]. Mosty ta tuneli : teorija, doslidzhennja, praktyka – Bridges and tunnels : theory, research, practice, 2012, issue 5, pp. 96-100.
Petrenko V. D., Tyutkin A. L., Petrenko V. I. Obzor analiticheskikh i eksperimentalnykh metodov issledovani-ya vzaimodeystviya massiva i krepi [Review of analytical and experimental methods of research of co-operation of massif and support]. Mosty ta tuneli : teorija, doslidzhennja, praktyka – Bridges and tunnels : theory, research, practice, 2012, issue 1, pp. 75-81.
Savenko S. K., Gurin A. A., Malyy P. S. Udarnye vozdushnye volny v podzemnykh vyrabotkakh [Air-blast waves in the underground making]. Moscow, Nedra Publ., 1973. 152 p.
Yurmanov Yu. A. Zashchita sooruzheniy ot deystviya udarnoy vozdushnoy volny [Defence of buildings from action of air-blast wave]. Proseed. of LGI, 1966, vol. 52, issue 1. pp. 117-121.
За ГОСТ
Федунец, Б. И. Строительство крупногабаритных тоннелей в мегаполисе [Текст] / Б. И. Федунец, Е. В. Петренко // Метро и тоннели. – 2002. – № 2. – С. 23-25.
Фролов, Ю. С. Метрополитены. Учебник для вузов [Текст] / Ю. С. Фролов, Д. М. Голицынский, А. П. Ледяев. – Москва : Желдориздат, 2001. – 528 с.
Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий [Текст] / В. А. Котляревский, А. В. Виноградов, С. В. Еремин и др. – Москва : Изд-во Ассоциации строительных ВУЗов, 1996. – Кн. 2. – 384 с.
Fire R. H. An engineering tool to calculate heat release rates of multiple objects in underground structures. Safety Journal, 2011, Vol. 71, рр. 194-203. Ассеss Mode : DOI : 10.1016/j.firesaf.2011.02.001
Fire R. H. Analysis of methodologies for calculating the heat release rates of mining vehicle fires in underground mines. Safety Journal, 2015, Vol. 71, рр. 194-216. Ассеss Mode : DOI : 0.1016/j.firesaf.2014.11.008.
Evkin A. Yu., Kalamkarov A. L. Analysis of large deflection equilibrium states of composite shells of revolution. Pt.l. General model and singular perturbation analysis. Int. J. Solids and Struct. 2001. 38, № 50-51, pp. 8961-8974. Acces Mode : DOI : 10.1016/S0020-7683(01)00184-6
Физика взрыва [Текст] / Ф. А. Баум, Л. П. Орленко, К. П. Станюкович и др. – Москва : Наука, 1975. – 704 с.
Попов, Н. Н. Расчет конструкций на динамические специальные загрузки [Текст] : Учебное пособие для вузов / Н. Н. Попов, Б. С. Расторгуев, А. В. Забегаев. – Москва : Высшая школа, 1992. – 319 с.
Кандидов, В. П. Метод конечных элементов в задачах динамики [Текст] / В. П. Кандидов, С. С. Чесноков, В. А. Выслоух. – Москва : Изд-во Московского университета, 1980. – 165 с.
Тютькін, О. Л. Розробка теоретичних основ модифікованого методу розрахунку тунелів колового окреслення [Текст] / О. Л. Тютькін, В. А. Мірошник // Мости та тунелі : теорія, дослідження, практика. – 2012. – Вип. 2. – С. 96-100.
Петренко, В. Д. Обзор аналитических и экспериментальных методов исследования взаимодействия массива и крепи [Текст] / В. Д. Петренко, А. Л. Тютькин, В. И. Петренко // Мости та тунелі : теорія, дослідження, практика. – 2012. – Вип. 1. – С. 75-81.
Савенко, С. К. Ударные воздушные волны в подземных выработках [Текст] / С. К. Савенко, А. А. Гурин, П. С. Малый. – Москва : Недра, 1973. – 152 с.
Юрманов, Ю. А. Защита сооружений от действия ударной воздушной волны [Текст] / Ю. А. Юрманов. – Зап. ЛГИ, 1966. – Т. 52. – Вып. 1. – С. 117-121.
