АНАЛІЗ ЧИСЕЛЬНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ ВИБУХОВОЇ ХВИЛІ НА ПІДЗЕМНІ СПОРУДИ ЦИВІЛЬНОГО ЗАХИСТУ В ANSYS AUTODYN

Анотація

У статті розглянуто метод забезпечення захисту підземних споруд цивільного захисту від вибухових навантажень, що є одним із ключових завдань сучасної інженерії. Вибухова хвиля, що утворюється під час детонації вибухових речовин, може спричиняти значні напруження або навіть руйнування підземних конструкцій, особливо за умови замалої їхньої міцності чи невдалого розташування. Це підкреслює необхідність застосування ефективних методів захисту й інженерних рішень. Одним із найбільш перспективних методів мінімізації впливу вибухової хвилі є використання підземних захисних екранів. Особливо ефективні залізобетонні екрани, які здатні частково розсіювати та поглинати енергію вибуху і завдяки цьому зменшувати рівень навантаження на конструкції підземних споруд. Упровадження таких екранів може значно підвищити рівень безпеки підземних об’єктів, що використовуються для захисту населення, військових або стратегічних інфраструктурних споруд. У роботі виконано чисельне моделювання вибуху тротилового заряду, що детонує над підземним укриттям, за допомогою сучасних засобів комп’ютерного моделювання. Було розглянуто два варіанти моделей: перший передбачав використання захисного залізобетонного екрана між епіцентром вибуху та спорудою, тоді як другий варіант не передбачав наявності екрана. Для проведення розрахунків і аналізу результатів використовувалося програмне забезпечення “ANSYS AUTODYN”, яке дає можливість математично відтворювати взаємодію вибухової хвилі з різними середовищами, зокрема і ґрунтом та бетонними перешкодами. Результати чисельного аналізу показали, що у варіанті із застосуванням екрана значення максимального тиску на підземну споруду виявилося на 5,4% меншим, ніж без використання екрана. Це показує потенціал ефективності залізобетонних захисних конструкцій у зниженні впливу вибухових навантажень, їхню доцільність у проєктуванні споруд цивільного захисту. Отримані результати можуть слугувати основою для подальших досліджень у цій сфері, проведення натурних випробувань, а також розроблення та оптимізації конструктивних рішень, що враховують вихідні параметри, функціональне призначення й габарити підземних споруд. Перспективними напрямами подальших досліджень є вдосконалення конструкцій захисних екранів, аналіз їхньої ефективності в різних типах ґрунтів і за різних умов вибухових впливів, що дозволить створювати ще більш ефективні засоби захисту.