Воздействие ударной волны на человека, здания и сооружения

Профессор В.У.Стоянов

И.о. доцента М.В.Бакулина

Независимо от источника возникновения все чрезвычайные ситуации имеют практически одни и те же факторы негативного воздействия на человека и среду обитания. Это воздействие ударной волны при взрыве газовоздушных (топливовоздушных) смесей, взрывчатых веществ, технологических установок и т.п.; термическое воздействие при пожарах зданий и сооружений, пожаров разлития и т.п.; токсическое воздействие выбросов опасных химических веществ, шлейфа пожара и т.п.; механическое воздействие при поражении осколками, при обрушении зданий и сооружений, волна прорыва, интенсивность землетрясений.

При взрыве резервуара, парогазовоздушного облака, взрывчатого вещества, технологической установки образуется ударная волна, характеризуемая избыточным давлением , кПа, и импульсом фазы сжатия I^*, кПа×с, негативно воздействующая на человека, здания, сооружения и т.п.

Установлены следующие значения избыточного давления, кПа, вызывающего поражения человека различной степени (табл. 1.1).

Таблица 1.1.

, кПа	Результат воздействия
< 10	Для человека безопасно
20 ¸ 40	Легкое поражение (ушибы, вывихи, временная потеря слуха, общая контузия). Условно поражение 1-ой степени.
40 ¸ 60	Среднее поражение (контузия головного мозга, повреждение органов слуха, разрыв барабанных перепонок). Общее сотрясение организма, болезненный удар по голове, кровоизлияние в легкие, межмышечное кровоизлияние, гиперемия мозга, иногда перелом ребер. (Поражение 2-ой степени).
60 ¸ 100	Сильное поражение (давление, труднопереносимое организмом, вызывающее состояние сильной контузии, потеря сознания, повреждение внутренних органов. (Поражение 3-ей степени).
	Порог смертельного поражения.
250 ¸ 300	Летальный исход в 50% случаев.
> 300	Безусловное смертельное поражение.

Вероятность поражения той или иной степени при воздействии ударной волны на человека можно определить по формуле (1.1):

(1.1)

Верхним пределом интеграла является пробит-функция , отражающая связь между вероятностью поражения и дозой негативного воздействия :

(1.2)

где и - константы для каждого вещества или процесса, характеризующие специфику и меру опасности его воздействия, определяемые экспериментально.

Вероятность (риск) поражения той или иной степени при ударной волне на человека также можно определить с использованием пробит-функций:

Степень поражения	Пробит-функция
Вероятность длительной потери управляемости у людей (состояние нокдауна).	Pr= 5 - 5,74 ln m – масса тела, кг
Разрыв барабанных перепонок.	Pr = - 12,6 + 1,524 · ln
Вероятность отброса людей волной давления (летальный исход).	Pr = 5 - 2,44 ln , Па – избыточное давление; I*, Па× с – импульс фазы сжатия

При оценке воздействия ударной волны на здания и сооружения принимают четыре степени разрушений:

- слабые разрушения – повреждение или разрушение крыш, оконных и дверных проемов. Ущерб – 10-15% от стоимости здания;

- средние разрушения – разрушения крыш, окон, перегородок, чердачных перекрытий, верхних этажей. Ущерб – 30-40%;

- сильные разрушения – разрушение несущих конструкций и перекрытий. Ущерб – 50%. Ремонт нецелесообразен;

- полное разрушение – обрушение зданий и сооружений.

Зависимость степени разрушений от величины избыточного давления на фронте ударной волны представлены в табл. 1.2.

Таблица 1.2.

Дата добавления: 2014-03-22; просмотров: 1418; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!