Механизм взрыва в пластичных грунтах

Как известно, при взрыве заряда взрывчатого вещества, расположенного на определенной глубине в грунтовом массиве, образуется ударная волна сжатия, скорость распространения которой зависит от давления газов (мощности взрывчатого вещества) и плотности взрываемой среды. Непосредственно вблизи заряда напряжение сжатия превышает прочность грунта, вследствие чего грунт сжимается и сдвигается по радиусу действия взрыва в противоположную сторону от центра заряда взрывчатого вещества. Таким образом, вокруг заряда образуется замкнутая полость круглого или эллиптического сечения в зависимости от конфигурации самого заряда и наличия вблизи свободной поверхности. Радиус полости может превышать первичный радиус заряда взрывчатого вещества в 6—10 раз и более, что определяется структурой, пористостью и влажностью исходного грунта. Вследствие сжатия грунта при взрыве стенки образовавшейся полости уплотняются, приобретают устойчивость, кроме того, снижаются потери на фильтрацию.

Вызванные взрывной волной напряжения на некотором расстоянии от центра заряда становятся меньше сопротивления грунта сжатию, и энергия взрыва за пределами зоны пластической деформации распространяется по породе в виде двух упругих волн — продольной и поперечной. В этом случае скорость взрывных волн определяется упругими свойствами и плотностью грунта и на относительно большом расстоянии от центра заряда не зависит от его величины. Наибольшее сжимающее напряжение в грунтах вызывается, как известно, продольной волной, скорость распространения которой значительно больше поперечной.

Теория действия и распространения ударной волны сжатия в плотных деформируемых средах довольно подробно рассмотрена в специальной литературе на основании важнейших законов термодинамики (сохранение массы, количества движения и энергии). Изменение физико-механических и фильтрационных свойств  грунтовых масс в зависимости от параметров взрывных волн изучено недостаточно из-за сложности динамических процессов. Применение существующих эмпирических зависимостей при решении подобных задач для вязких горных пород не всегда дает правильную величину глубины проникания частиц грунта в поры под действием ударных волн сжатия. В этом случае применение методов моделирования для изучения явления в сложных условиях взрываемой пористой среды, доведенной до состояния грунтовой массы, позволяет лучше оценить столь сложный процесс.