Механика глубинных подземных взрывов

Работа известных английских ученых, один из авторов которой Г. Гопкинс знаком советскому читателю по его книге «Динамические неупругие деформации металлов» (изд-во «Мир», 1964), посвящена проблеме глубинных взрывов, представляющей интерес как с точки зрения мирного использования взрыва в народном хозяйстве, так и с точки зрения приложений, в первую очередь подземных ядерных испытаний. Принятая в ней расчетная модель глубинного взрыва как быстрорасширяющейся каверны в бесконечном упруго-пластическом грунте в ряде случаев приводит к количественному согласованию вычисленных и наблюдаемых результатов.

Книга представляет интерес для научных работников (механиков и геофизиков), инженеров, занимающихся исследованиями, связанными с подземными взрывами, а также для аспирантов и студентов университетов и технических вузов соответствующих факультетов и специальностей.

Предлагаемая книга посвящена весьма актуальной проблеме образования камуфлетных полостей в грунтах при подземных взрывах. Авторы книги — известные английские ученые П. Чедвик, А. Кокс, Г. Гопкинс,— отдавая себе отчет в сложности описания физических процессов, возникающих при взаимодействии заряда и грунта, использовали упрощенную математическую модель подземных взрывов. Наиболее существенным является допущение о том, что основная часть первичного расширения камуфлетной полости возникает после прохождения ударной волны в грунте, вызванной выходом детонационной волны на поверхность заряда. Это предположение (наряду с обычно применяемыми представлениями о сферической симметрии движения и гипотезами о несжимаемости среды, течение которой считается подчиняющимся закону Кулона — Мора) позволило авторам исключить эффект распространения ударной волны и успешно довести решение до числовых результатов.Предложенная качественная схема движения применялась ранее в теории образования газового пузыря при подводных взрывах, а также в развитой Г. Гопкинсом теории динамического образования сферических каверн в металлах [1]. Было бы преждевременно делать окончательные выводы о том, в какой мере эта модель обеспечивает приемлемый учет качественных характеристик образования полостей при глубинных подземных взрывах. Однако авторы книги указывают, что в ряде случаев вычисленные размеры каверн оказались достаточно близкими к наблюдаемым.Книга состоит из трех частей. В первой обсуждаются более ранние теоретические исследования, а также свойства грунтов и характер развития взрыва. Во второй части описывается математическая постановка задачи о сферическом движении грунта. Третья часть посвящена рассмотрению камуфлетного движения, моделирующего взрыв. Сначала на основе неопубликованного решения Пенни — Тейлора приведены результаты для точечного источника, а затем — результаты авторов (в том числе числовые) для сферического заряда конечного радиуса. В заключение обсуждается определяющее уравнение для случая больших упругих деформаций, а также некоторые другие теории.Следует заметить, что в поле зрения авторов оказались лишь некоторые советские работы, опубликованные до 1960 г. Для ознакомления с работами, выполненными в Советском Союзе, отсылаем читателя к монографиям [2—4] и обзору [5].Отметим также недавно опубликованную работу С. С. Григоряна [6], в которой в рамках развитой им теории динамического деформирования грунтов рассматривается задача о камуфлетном взрыве и излагается метод построения полного решения, учитывающего эффект распространения ударной волны и излучения упругого предвестника.