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(1)

研 究 拍 文

表面爆破によるコンク リー ト版 の破壊

岡崎一正 ',竹 田仁一.事,藤本一刀●++

山上 明叫…,竹下 繁事桝事+

耐爆性 をもつ鉄筋コンクl)‑ ト構造物 を股肘するにはまず.掛発によって発生する破壊の大 きさを掛 、牲度で推定 しなければならない。このような考え方から,軽々の爆非の喪両爆破に よる鉄筋 コンクtJ‑ ト版 または無筋コンクIJ‑ ト版の破壊の大きさを典故的および理飴的に研 究 した。

鉄筋 コンクリー ト版 または無肪コンクl)‑ ト版の爆発による破損では.来両破壊 クレーター と茶面倒軽 くスキ十・Jビンy)の=つが主蛮な域である。その うち戟面破壊称分のコンクリ‑

トは殆 ど白色化し.劣化 してお り,爆発の熱的効果が大きく作用 していると考えられる。この 立場から卿 、たクレー ター深 さと薬丑の阿蘇式は英魚から求めた関係式 と一致 した。聖に.典 拠爆薬のクレーター深さの剛の関係 も求めた。衣面糾鰍 ま応力波による破城であり.平面版の 応力波伝播理財 こよるスキャッピング発生擁桝の政明を行ない.英験によるスキヤ・Jビング坪さの 推定方掛 こついても考頼 した。

1. は じめに

この報告は昭和50年から54年にわたって行なわれた 三つのシlJ‑*のコンクlJ‑ ト平版虫両爆破典故にも とり'いている.この研究は.当時,ようやくその賓求 が・高まって来た酎鮪 造物 (火脚 の爆発によって も 故卓することなく.あるいは小破壊がL生 じても.なお.

使用に耐える解進物)の設計方法のPl発を目的 として.

防軒大学校.岡崎研究室と竹田研究垂の弗同研究 とし て発足 した。

蔚脚 造物の設計には以前から用いられた一つの方 法があったが.その多くは鐘敦に戟 るものであった。

第二次大戦後.ようや く塑性理由の進歩を背魚として 昭和56年

5

月1

2

日受理

'防紡大学校 化学敬重

T2 3 9

舵額焚市走水

1 ‑1 0 TEL 0 4 6 8 ‑ 41 ‑ 3 81 0

++防軒大学校 土木教室

2 3 9

税額焚市走水

1 ‑1 0 TEL 0 4 6 8 ‑ 4 ト3 81 0

+''防軒庁第4技構研究所前l伽

〒229相模原市粥の辺

2‑9‑5 4 TEL0 42

75

2 ‑ 2 9 4 1

+榊防衛庁 陸拓糞便部開発瓜

〒1 0

5文京静轄区赤

坂 9 ‑7 ‑4 5 TEL0 3 ‑ 4 0 8 ‑ 5 2 1 1

++++.防術庁

妨 1

技術研究所第

2

〒1 5

3東京市目黒区中日弧 2

‑2 ‑1 TEL0 3 ‑ T I S ‑ 6 1 1 1

KagyaK8y8kLJ.Vol.43.No.1 1982

軌的辞典性応答解析法l2)が乗用化され,かな り合理 的故帥 こ近付いたが,爆発成の主要路分 を占める応 力波蚊などを考慮に入れるまでには至らず,まだ十 分ではなかった。しか し.叔近.関連分野の学問,研 究が急速に進み.また.爽鼓.計汎技術 も進歩 して.

耐糠.耐革放計方法の阿苑に明るい見通 しが持たれ るようになった。

一方.婆求t馴こおいても.蔀市の高密度化にともな う7..'‑ ト等の松井事故の多発.原子力発屯所竜臥 盈化学工助等皿要設設計のための壁水琴からその開 発が急がれている。このようなgr倍は欧米先週藷国で も同様であり.庇近.耐Ja.酎節撃放計に関する研究 報告 も次卿増加 しているJJ4)しか し,わが国では戦 後この分野の研究は極めて少なく.欧米蕗国にくらペ.

一歩立ち遅れの感がある。

ところで.狂者等の研究轍 の過程で.二つの碗壁 なヒン トがLあった。その一つは rシ.)‑ズ

1

.

J

の爽鼓 で得られたのであるが,鉄筋コンク.)‑ ト平版の萩面 頼政T・生 じたクレーター外分のコンクlJ‑ トが殆 ど白 色化 して脱*.劣化 しているのに対 し,赤面 スキ十・Jビ ング称分のコンクリー トはなまなましいままであるの を見出 したことである。このことはクレーターとスキ十 I/ビン グの発生 がL全 く異なる機構によることを暗示 するばかりでなく.コンクリー トの熱的性質について の研究 も爪婆であることを示唆するものであった.節

=のヒントは帝着等の一郎がL長 く爽敦 を行なって来た

2

9‑

(2)

(∫) (良) (

zI

), ( b ). (

C):Mort a rsl a b, S O xS O xl

ScE

) .C

4, 5 4. 3 g

【 d):M ort ar

sl a b,S O xS O x l

OcE

l ,C

4

. 5 4. 3 g ( e):Mo r

t arsl a b.S O xS D x S

cr

) ,C

4, 2 0. 9 g

(f) , ( g ) I hr t aT ・Sl a b.4 0 x40 xS

cJ

B *C

1r l O g ( h), ( i ): brt arsl a b.40

x 40 J L S C

J

IIC

1

4■ 1

0

g

.

c o y

er e dWi t hs a J l d (h)

Phot . IExa J nPl e soEF r a c t ur ti) eT T 1 0dp oEc onc r e

(3)
(4)

を帯革砂で凝って爆発 させたものもある。

第三のシ lJ‑ズは昭和53年‑54年にかけて行なった もので.更に三つに分かれ.

r

シl)‑*3‑ 1」 は広 いコンクlJ‑ ト平版 く尽 き2

8 c m)

上T・コンポジション

C‑4 .2

03g〜

855 g(

密度

1 ̲ 4

6

‑1 .

SO

dc c )

を爆発 さ せたものである。この場合,樹雅たポ リスチ レン製の 容掛 こ入れ (シリーズ2以陣の典故 は全 称 同様 T・あ ら).その英径

dと荘誠hとの比eO.

6

2 ‑2. 5 2

の岡で 変化させた。紬 体のコンクIJ‑ トは水セJント比

0.50

であ り.材令4

7

日で,版は地面上に制栗石 を入れて直 接汝思 されていた.この共助の椿果.破壊の大きさと 薬形

( d

nl比) とが田萄な関係をもつことが知 られた ので以降のシl)‑ズでは非形

d

/h比

を1 . 33

.密度 を

1 . 44 g/ c

c と一定 とした。

「シTJ‑*3‑ 2Jl土コンクl)‑ ト版 5

0c mx50cm.

厚 さ1

0 c m

および2

5 c m

の二我 を使い.薬丑を5

4. 3g‑

3 6 4 g

の岡に蛮化 させ て典故 を行なった。コンクlJ‑

トの氏合はシL)‑ズ2と同一であり.圧揺敷皮は

4 5 7 k de mI .

集魚時 の材令 は46El

〜4

9日であった。拭魚 体は水平に上面 まで土中に埋めたもの.二枚皿ねのも の.空気層 を設けたもの等がある。

rシ リ‑* 3‑ 3J はモルタル版 50

m x 5 0 c m.

10cn.

1 5 c m,2 0 c m

およびコンクl)‑ ト版

5 0 c m x

5 0 c m.

好 さ1

0 c m

を梅坪砂の砂樹上において爆発させ た もので.薬丘は1

2. 0‑5 4・ 3gまで変化させた.モル

タルおよびコンクl)‑ トの配合はシl)‑

*2

と同‑で, 庄籍執成はモルタル51

7k dc m

)コンクリー ト

11 0 k

d

c m

lであった。典故時の材令は

4 . 5 ‑6. 5

ケ月であった。

爪ね版の突放 も行なった。

これ らの爽敦の代故的な破風例 を

Phot . 1

に掲げた。

以下.放蟻の大 きさに関する検肘括県 を報告する。

3 .

表面破壊 (クレーター)

爆発による東面成城 (クレーター)の大 きさ台東現 す引 こは平均政経.砕 き,または専横 を用いることが できるが.ここでは股計上の便利さから深 さをとるこ ととした.しか し. クレー ターの平均直径 と深 さとの 間にはFi

g.

1の関係が・温められたので.この団からそ の深さに対するおおよその政経 を知ることができる。

全称の車扱の クレー ター砕きと薬包の純係をFi

g. 2

示 した。薬事臥 薬形

(a/h

比).砂で ったかどうかな どの速いにより,異なる把号 を使った一国示‑那. こ れは以降の回にも共通である。クレー タ‑の涙 さにつ いて,車軸 序 とは逆 にシlJ‑*3‑ 3から萄串する。

3.1

詐櫨.花形および墓苑昏庇を一定と した英態 シ lJ‑ズ3‑ 3は54

. 3

グラム以下の コンポジション

C‑ 4女装薬密度 1 .

44

dα.

荻窪掘 高hを1

.

33と一 定 とし.モルタルおよびコンクLJ‑ ト平版上で但発き

( ■ ● ) 8 ‑盲 8 m

h

写 1

14 Gt

Ln

03

1 5 皿 知

m ■■{○▼ O f C ● h

■●一

T E

B (tJ J

○榊 一一 t ■ vlt J I

〇 . 〜 . 小 . n h.

一′一

〜. 4 J Z . kl . 小.

N I

b

○ , 3 , .

.

ll . "

l■ ■ 一 〇r叫 ■It

J I‑5

1 I l l OtE . I I . l l▼I l l

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I t q 4 1 l 4 J ? I e t l q l

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l Q ) I

4

I r ● 1

1 ● I l ‑ I

Fi

G

.

1

Re hdo nbe t wc cnt hedi a me t e

r8 nddl e de pt h oEc nt e Ti ns u 血 c ebb L S 血g

ex‑

pen

tn

e mt solc onc r e t es hb s .

せた集散 である。この冶架 はFi

g. 2

上に (□)印で示 した。国からクレーター疎さ0,

萩瓜Lの関係 がか な り明瞭に知られ, しかも関係正負

を作るとその勾丘 は約

1 / 2となるので次の典故式が

得 られ る。

D. ‑a : L主

tlI aは常敢であるが, コンクlJ‑ トとモルタルの問では 伍かに差 があり.コンクリー トのクレーター深 さは

ルタIIの鎗合より

1 0‑1 3 %疎い。これはコン

クIJ‑ ト の方がより非均質であるからであろうと考

えられる。

クレー ター部分の飛散 したコンクリー トおよ び孔の 壁面のコンクl)‑ トは,机連のよ うに白色に

変色 し.

相で軽 く砕 くことができる程解 くなっている。こ れは 加熟されたコンクIJ‑ トの特故で,脱水による劣

化で ある。コンクリー トは砂および砂利 をセJントペー

トで結合 した多7t.質の複合材料であ り.その敷

皮は殆 どセメン トべ‑ ス トの敷皮で左右され る。硬

化 Lf=コ コンクlJ‑ トのセメン トペー ストのqB分払 水和 した セメン ト粒子から

(5)

1

5‑さ3

30

HLJ

7 4

1 打

■I十Ⅰ

/

詔 ㌢甘

β

/ ・甘OtI

▼ ▼▼ + + 〜 +

i

▲lA

5 1 0 1 0 Z u1

101

2 x l O 4

W: J ¢l

I OF EX

P L

OSIVES (8)

F

t c. 2Va r i a t i onoEt hede pt ho Ec nl e rwi t h t hewe i g htole xp l o s i v e si n s ur 血c ebl 也t i nge J l Pe r i m en t so E oE L C r e t eA ndE E L Or t A rS hhs .

ユームの括曲等 女給びつけている拝趨構造が慨 に明 ら

かにされている■)。調合の貯加えられた水分の うち.

セJン ト血丑の約25%はセ メン トと化学的に括合 して ゲルを形成 し,その一鉢 (

0. 5%)

だけが・化合水 と なっている○)。ゲルの周田.ゲルの隙間掛 こ吸常 され ている水分 (吸野水)はセメン ト金の約

1 5 %

で.成 りの水分はセJン トべ‑ ストと骨材界面のREP).ペー スト中の毛輸管等に入っている。この水分を毛管水 と いっている。毛細管には空気 も入っている。これらの 水分の うち,吸宙水 と毛管水は蕪鼻水 (

c yA Pmbl e wa t e r )

ともいわれ

l

佑℃ 以下の加熱で蒸 発 す る。

化学的括含水

( none vB pOr 8 b) cwa t e

r

)

は化合水 も含 めて1000℃包皮の加熱 で殆 ど失 われ る。水分 を喪失 するとセJン トペース ト中の空鯨が増大 し.括合力が 弱化する。しか し,コンクIJ‑ トの加熱による劣化は かな り低い温虎か ら始 まる。その抱擁は次のように汲 明 されている7㌔ セメン トべ‑ ストの熟膨破係牡は低

温では正であり.加熱 とともに軸 するが.約

1 1 0‑

1 4 0

FC以上 では勝報併掛 ま逆に負に転 じ.加熱 ととも に収相するI)。‑*.砂利.砂は終始軸 するので.

1 1 0

℃ 以上の荊iRになるとセメントペーストと骨材 rqの界面の破壊が始 まる。更に石英賓の骨材が使用 さ れていると温度の上昇にともなって数回の転移が生 じ, この際体積の軸 がお こ中.結合を破壊する。セ メン

トの水 和生成 物 の中にも転移を生ずるものがあると

いわれている。

爆発によるモルタルおよびコンクlJ‑ ト平版の クレ ー ターの発生には衝撃波による破砕 と上述の加舟によ る強度筋化がL考えられる。 しか し, クレーターの形成 が不完全で一鉢分破壊 されずに放 っている場合 も.そ のBB分が クレーターの形に白色化 してお り.また,ク レーターの庇の払分 も必ず脱水 していることを考える と少 くとも. クレー ターの最深称の形成には衝撃波よ りも加掛 こよる劣化が強 く彰守すると考えられる.

,

飲みに一様な媒体の喪面上の一点

( Fi g. 3

の原 点)lこ一定熟丘Qがそそぎこまれた敬合,(は じめ媒 体は0℃ として)内伽の=軸上の一 点 (a)の 温 度

ELF3

O‑(,・ t, ‑ 霊 詔

J

L

.

d.

で与えられる8㌧ ここで :p密度.C:比熱

. I

:熟拡散

率 ■:

熟伝串串.である。 この Oは

Gdt on

曲線サ)を使 って頼分 を¢ き換 えると.

Y‑

去 J

:8‑享 dpX‑壷

GA l t on

曲娘の

X

の大 きい屯田の近似式

Y = i( I ‑ ie ‑ S)

KdgybKay8 ku.Vo l . 4 3 .No. 1 .1 9 8 2 1 33‑

(6)

を使 うと次の式 が得 られ る。

e( I.

I)三上

旦 e‑a‑

8, ,

きp

首 =

2

い ま.時

Icまでそ そ ぎこまれた熟丑 を ‑Qとすると

¢= Q I 一

この鮎 によって濠 さJの点における温度 Oが.丁度 劣化 をお こす温度 Oになったとし

.

=をD,とお く と

f

l

e 石㌻

≒ 1として

1 O‑

・N

∴ D.

百舌

を得る

I.を生成 ガスが版面に接触 している時胴 とす ると版面にそそぎこまれた全熟

庇 Q=Q

L.は但薬 の 全爆 発熟 LQ)(L:薬丑.

Q

l:爆発熟)に比例すると 考えられ るか ら,比例常散を Llとして

専=LILQJ

とな り川式 と‑鼓する。この議論には仮定が多 く. コ ンクlJ‑ トの熟常敦 を用いて卦 こ鮮細 に検肘 しなけれ ばならないが.現在のところ, まだ高阻時の コンクリ トの熟常軌 ま求められていない。正否の検肘は将来に 成す として も.上述 の結果は, コンクlJ‑ ト版 または モルタル版 の爆発によるクレーターの発生 にとって生 成 ガスの熟的作用の影啓 が無視T・きないことを示す と 考えられ る。

3 . 2

種々の爆薬を用いた乗験

クレ‑ クーの深 さについて,前項の コンポジシ7ン

C‑4

で見 られた関係 が.何か係故 を乗ず ることによ って他の爆薬に も使用で きるならば,実用上極めて有 益である。そ こで

Fi g . 2

C‑4

以外の爆薬の クレー ター深 さのデー タ‑を

C‑4

の関係赴簸上 に持 って来 ることができるよ うな共通 なJ{ラメ‑ クーを爆薬の帝 政 (密度

p.

ガス比容 Vo.爆発ia皮 Tl,比エネルギー

/ .

爆発圧力PI,爆 ごう速度 D) を軽 々組み合わせて検 討 した。帝政の位は工業火薬ハン ドナ・Jクによったが 妃収のない シゼ・/トは文献もQから

.C‑4

については 爆砂 ま集魚臥 爆発圧力は9‑‑(

pD3 )/ 8による計

,その他は

RDX

の伍 を用 いた。このような槙肘 のすえ,股 もよい結果 を得たのは(V

o

TID)XLとい

ラ..'ラメー ターであった。このパラメー ターによって.

C‑4

以外のJl'ラJ一 夕‑の伍 を

C‑4

の跡 こ換辞 し.

クレ‑タ‑深 さとの関係 を画いたのが

Fi g. 4

である。

FI g. 3 Di E E uS i onoEhc A tA tl hcpi r L t ols ur hc eoEhdE ‑ s pa c e .

このEgでシゼ ・/トのヂ‑ クーがやや他か ら取れている 那,これは特殊な樹林であ り.爽政で も他 と途 ったい くつかの性質が・見 られたので.府れ るのは止む を符な いと考 えられる。ところで.Jl'ラメ‑ タ(VoTlD)×

L

の中の

VoT

)は比エネルギー (I)に比例する伍であ り. また.D

≒4

〟(Wは掛 ごう粒子速度)であるか ら (VoTLD)×L.は版に向かって流れ るエネIレギー束 である。 もし.このパラメー ターが爽故に使用 した以 外の爆矧 こついて も布効であるか どうかは今後の研究 に待たなければならない。 しか し使用出来 るとしても.

コンクリー トのように多孔質.非均質であ り. また引 破 り強度 が圧将強度よ り極輔に小さい材料に限 られる

と予想 される。

なお

.

クレー ターの砕 きは版の大きさ (両横)には あまり関係はないが.張形の彫轡はかな り見 られた.

このことについては既 に須藤および福山の研究 H)がL る。

また クレー ターの深 さとコンクlJ‑ トま1=はモIL ルの敷皮 との関係は.この乗取では まだ.わか らない。

当然千憩 され る含水申,材令などの好守 とともに今後 の間個 である。

3 . 3

秒で項 った来峻および土中の実験

Phol .

1 (i)は広 い コンクtJ‑ ト版 の面上にコン .

ポジシ ヲン

C‑4

台酸 さ.その まわ りを

Fi g. 5( b)

よ うに砂で項 って位尭させたときの クレー ターである。

Pho t .

I(i)は同 じ非丘 を砂 で腐わないで爆発させ た爽 魚であるが.両者には明 らかに速 い4'定められる。前 者で クレー ターが小さい

(Fi g. 5 )

のは畑 発 の際.砂 を飛散 させるのにエネルギーの一飯が使われ るからで あろう。同位のことは土中で潜発 させた爽助でも足 め られた。 しか し.脱明に とまどうのは.砂で扱 った英 故の クレーターの周朗に出来 る外輪状のさすである。

これ は同位のすべての爽故 で毘められ.苑血の大 きい 場合ほ ど泣 くに発生 した。 もし.庇初の衝撃波によっ て砂が試適に吹 きつけられたとすると億非 の周囲の も

っと広い範 囲にさすが出来た啓である。

この現況は実験束T・もっと狭いモル タル版で行 なっ

‑ 34‑

工類火弗協会路

(7)

︻ 巴 ) 6 ‑

V

VU

jO

HL J ZR

5

1 0 A P P R O F I R I 1 0 2 1 0 ) 1 0 1

A T

E

旺l G N T O F E 肌 O S I Sl V E S (J )

Fk. 4 'Re ht i onbe l we c nt hede pt hoEc mt c r

a ndt heA pPr Opr i A t CWC i g hLoE r 也Pe C dyec xpl o s i y

e

s .whi c hs t andsa t

p∬i l yo fpr 的I e t e r( Vo

T)D)

×L.

i nt hcs u血 α bl a s t i ngc 叩e r i me nt

oEc onqr c l ea J t dmor hJ ・ s hbs .

Fk.6

Compr i s onoEc r a t

e

rs

o f 印nC r C t eS l a bi n 触 ( ら)t oy‑

c r e dwi t hs andA nd

c

a

s e( A)unc ovqcdr e s pe c t i vdy.

i nsurhcebl J ut i ngape nt t ) e n t s .

た同位の英放 くシ l)‑*2に含 まれている。

Phot . 1 ‑ (

h)( i

)

)の破壊 と原田 は 同 じ{・あ る と考 え られ

る。この場合.

砂で窺わない同唖の乗取 (

Pho l .I(( ) . ( g)

に くらべ

.版は香 しく多軟の細片に分かれてお り.

圧結応力波の推挽時

間が比牧的長い観合').または正 格応力波が繰 り返

し作用する娘合等によく見られる破 壊状腿を示 している

。このことから原田を次のように 考えることが出来る

.政初の衝撃波によって版 は砂を 含んだ空気によって税

われる。この空気 と砂は一粒の

s us pe n

s i on

の状他 になってお り,取 り蓉 く空気より 比盃がかな り大きい (旺)ので.版面で

(8)

()9IU

S

O

S S H 善

一︼

l D D I A P ET E R O F S C A B B l 鵬 l (ct の l) J 皿 Fk. 6 Re ht i onbd

we e nt het hi c hc s Sa J l dt hedi a me t e rO

l

池 b‑

bi ng s瓜uS e dbys u血c ebhs t i nge 叩C

r h e nl solc onc r e t e A J ldm o h rsl a b

s. 9N t内 管 US JO Otl 孟

・ S S 3 M N 3 1 H t 1 . 0

0

. 8 0 . 6 0 . J l

0 . 2 1 0

1 0 (a) t 正I

Q 汀 O F

E

XP

LOSIVES

tI ) B lわ Fi g. 7 VA r i A doJ )OEt het hi c

kncS

i S ‑ r a t i ooEs c abbi ngswi t h t hewe i g htoE e xp l o s i v e si ns u血c cbhs t i hge xpe r i me nt so l c onc r c t cAndmot e l

s hbs . 4 .

裏面

別離

(スヰ 十・}ビング)

4 . 1

スキャッピングの大きさ 爽魚では クレー ターとスキ十

/ビングがっな4'・り吹 抜けたものがかなりあっ

たが.明 らかに スキ十・Jビン グを測定できるものの平均

在径 厚 さの牌係 を描 くと

Fi g. 6

のよ うに比較的 まと

まった関係 が見 られる。従 って.スキIt・ツビング

の大きさを衷わナのに.平均政 経 と好きのどちらをとって もよいこ

とになるが.ここ では放計に使用するときの促利 きから

,厚 さをとるこ

ととした。 スキ十・Jビングを予

印する飲みとして.英故で得 ら れた スキヤ・Jビン〆

好 きと我執 非政の牌係 を種 々の 衷現 を使って検肘 した

。その結果,比較的まとまった 表現 ができるのは.拡

面倒鞍の好 さともとの厚さとの 比 (これを刺挺率 と呼ぶこと

とする)を使用する方法 である.

Fi g.

丁の縦軸

は刺栂申.横軸は薬丑で,弗唖 等の衷わ し方は肋 と同

じであるが,薬柾 と版厚を一定 とした場合の制限率は雛丘の増加

とともに増大する僻 向が明【掛こ見 られ る

。Fi g. 7( a)

の中の縦の線分は版

(9)

示 してお り.その線分の上の く●)印は乗取にスキャ

/ビングの弗生.した位取 を描いている

( ( b )

は従前の紀 号 を使 っている)。この印のないものはスキヤ・/ビン〆の 発生 しなかったものであるが.この場合にも内鰍 こは 既に多 くの クラ

・ /

クが入 っていることが知 られる。

4 . 2

スキ ャッピングの発生機構

スキャッピングの発生織1卿こついては既に多 くの脱 明がなされている)3日 3日1)那.解析的な汲明は殆 ど一 次元応力汲理由によっている. しか し.平面版では.

一次元の捗 と界な り,版中を伝椿する応力波は撚波q>

汝)と横波

( S

Ll波および

S

職 )があ り.東面には表 面波,ラム波がある糊 .

ところでスキ十・Jビングが引袈 り応力波によって発 生するとい う従来の汲明については殆 ど疑問の余地は ない。衝撃央故で,丁度 スキ

/ビングの操にあった ストレンゲージの出力を見ると.その位位で急赦な引 輩 り盃の生長が見られる

。コンクリ‑ トまたはモル タルの破助 士殆 ど引朝 り壊であ りLT).スキ十・/ビン グの橡などで‑見好断校のよ うに見える敏合でも.

よく検肘すると引戟 り破壊であるgi合が多い。このこ とはコンクl)‑ トの軒断敷皮 も.圧締強度 と同様.高 速変形時には大きくなるとい う茶連破較典故の括射 こ

よ・'て も支持 され

a l e川 )

従 って. コンク・J‑ トまた はモルタル版の爆発による破壊は.肋連の クレー ター

称分および薬丑の小さい敏合を除いて.すべて応力波 による破壊であり,圧栂では破壊 し倍いので.その多 くは引破 りによる政弘 スキヤ・/ビン〆であると考 える ことができる

。Pho l . I ‑( h)

(i)のように虫面に見ら れ る細かい クラ ・/クも初め版投鳩における額面汝の反 射によって東面触分にクラ・/〆が発生 し,それが生長 して行 ったと考 えられる。これ らのことは理飴的に政 明されなければならないが.一曲的には田軽である。

ただ.無限に広い平面版に東征に衝撃 が作用する場合 は.比較的冊JPに汲明でさる。

Z

Fi G. 8 Po i nli mpa c toni nf i ni t es ubs .

Fi

中荷

g .

皿 F(

8

のように無限に広い平面版 (

L .

T

)

=F 好 さ

&)

に帯牽典 (

l )a( r )(

I

:

時間

,T:

円筒座蝶で 安わ した籍拒, 8(r)は

t ) i r

AC

の 8閑散)が作用 した とさ.作用軸 (JE軸)上の版中の任意の点における応 力波の時間的馴

ヒは

70日 ) )

次のように与 えられる (た だ し.この計掛 ま弾性版 として行なっ

ている).

q

‑ 鴇̲ 。

J : . , . . , p ( , p

,

i /

L

(

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・/i

(

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(0,,F

,(‑ ‑ ,)

lidiii

r

一‑ (チ)

君 H(

.

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T .

( 0 "

一 ・ ‑j g佃 島 o・・i d

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〇一.(

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,

.‑ 2 ‑A( a‑2, ・"h

q ・ ・ i o

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(r H 3

(0

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3

=鼻 3・m元o ・ "h o

・三

号 巴

九‑

若 H(

r・‑

( 0, ,

‑a,・

"

i Q・・ i o

ここ

CL

〇・=・:壬軸上の モ方向応力:細 波

助 碓 汲)の伝榊 皮

cr‑ノ吾 :均鯨波肋 (横波)の伝播速度 r:波牡,.'ラメー ター,P

:振助敢バラ′‑ クー ).

J J:

ラー′の常欺

.H :ql位階段開放 である。式中のJと..

J

.はそれぞれ柵 点から伝播 する挺波

(10)

(I

)' ) 望 n S5 巳 33WIS

Fk. 9 Di A gmm OEs t r 岱SWa YCPr OPPt j onont J l eC e nt r d Ax i s

oEt heS hbs u

b

j e c l e dt oc onc e nt r a t e di mpc tl o a da tt hec e n t e rori t ss t J r E a C e .

A nda s k e l dho El hcs c abbi ngi l lS ur E & c ebl a s t i nge xpe r i t ne nt solPor t e rs ub s .

この位 を使用 し.衝撃荷蕗が

F(

,)

= F l e

で朱わされる墳合の計井例 を

bI Fi g. 9

に示 した。団の

(

A

)

は好 さ5cm の版で

b=2. 乃 J

ASの場合の応

力波の伝 播 を示 してお り.比較的大 きな引破応力が最

初に現わ れるのは衝撃牧約

1 7J

JS衣面から約

1 . 2c

t

nの位隈 で あ ることが知 られる。実際にクラ・J〆が発

生するには,

Br o bqg I

3

)

の述べるように引戟応力が成時fW 統

して いなければならない。好さ

5c m版 の爽政 の中央柾断

断面のスケ ・/チ例 を国の

( b )

に示 したが,実際に恭面か

1 ‑i . 3c mの位匠にクラ・

Jクが見 られる。 しか し

. タラ/クはこれだけではなく.更に誇称にいく

つか現 われるが. これは応力波が継統 している問に第

. 蘇

三のスキIrI/ビンYが発生するためと考

えられる。ま 氏.平面波 ラム掛 こよるスキ十・Jビン〆が拡

大 して出 来る租合 もあると考えられる。

4 . 3

正ね倭の

破壊と応力波違薪

Pho t . I(t n)

は悦明団のよ

うに二枚瓜ね版の英鼓{・

ある。これらの版は呼さ20

m

m

のベ ニヤ板を底板 と した住持を使用 して単作 したが

L .

沌ねる際.特に手 を

加 えたわけでは

ないので.触 点以外では好い空気層 があるだけと考え

られる。この状腿でも.下層版には 殆 ど鞍事がない。同 じ薬血で下層版 と同 じ厚 さ

の版 を 使って英魚すると

Phot .

1(1)の よ うに殆 ど

破砕 して しまう

。 くT n)

では卑さ的巾の約

4

0%に過 ぎ

ない好 い舷 を 破壊 しただけで終 っている。これは上

述の蒋い空気掛 こよ る応力汝の反射にによるものと考

えられる。この軽の応力 波速断の問跡 ま耐爆

放計方法 を完成する上で極めて盃 要であると考えられる。

S .

括 姶

(L) 東面触舷によるコンクリー ト版 の喪面破壊 (ク レー ク‑)の発生には仲井

の瓜的作用が大 きな

噂 をもっている。

( 2

J 爆薬のガス比容

Vo.

掛売温

Tl,僻遠D,薬 血 Lとするとき.パラ

メーター(V

o

TJD)×L の位によって クレーター溌 さを並理すると.こ の英敬の屯田{・

.

畑非の戟掛 こかかわらない 両者の関係

( Fi

g. 4 )

が柑られた。

( 3)

恭面倒取 (スキIY・Jビ

ング)の厚さと版厚 との 比を刑殿中 と名付けると.井

柾および版厚 が一 定の場合.朗

船中は

薬血の増加につれ

て増大す る。その例 を示 した。

( 4

) スキャ・/ビング

の発生抱擁 を平面版の応力波伝 播鶴 によって汲明 した。計

昇給県は車扱 とよ く一政するが.内紛 こは屯に多 くの.版

面に平 行な クラ・JクがLある。

( 5

) 秤い空気旧でも応力波

垂折 にはかな り効果が・ られた。

妊〕砂粒の

ft比鬼 を

G.

砂の開放率 を nとすると.

sus pension の糊 底

はく

1‑一 志 )G と

なるn)。例えば

G=2. 6

5 とすると砂が比較的 少く

.n

‑90%の場合でも

p=2 . 2 6 5dc c

とな る。これは空災密度の約

2

00倍

(11)

1 )C. S.W h i t ne y,B. G.Andc r s ona ndE.Cohe n

; De s i gnofBI z L S tRe s i s h・ 1 tCons t r uc t i on E o r At om icExpl os i on s .J . ACLMA r

C

h.1 9 5 5 2 )N. M.Ne wma r k; AnEng i ne e r i ngAppr oa c ht o

Bl a S tRe s i s t antDe s i

gn

.Tr 8 r L S .ASCE.v ol .1 2 1

.

1 9 5 6

3 )Sa nd i

A

hbo r a t Or i e s ; Ful l ‑ Sc a l eTo‑ L do‑ Mi s ‑ s i l el m pa c tTe s t .El e c t r i cPowe rRe B C A r C hl n‑

s t i t ut e ,J ul y1 9 7 7

4 )F. Sa ge .A. pf e i E f c r ;Re s pons e olRc i nr or c e d Conc r c t cTa r ge t sL ot mpa C t i r L gSor tMi s s i l e s

,

5 t h SMI RT,J8 / 4,Be l r

ir

L .1 9 7 9

5 )S.Br una ue r ;Some A s pc c t soI一 he Phy s i c s a ndChe mi s t r yoICe me nt .i l lf . TheSc i e nc eo E Eng i ne e r i ngMA t C r i A l se di t e d byJ ・E・Gol d‑

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H

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4

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a1

ys i so ls ab bi ngi

r

tMA t e r i A

I

s .J o ur ・Fr a nkl i n l ns

t

. ,MA Y1 9

5

8 ,p. p. 3 7 1

1 3 )K. a.Br obe r

g;

SomeA s p

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t soIt he Me c h‑

ni s t no【Sc abbi ng.

l

nLSymp o.onSt r e s swa re Pr opa g 8 dor Li nMa t e r i a

l

s .1 9

6

0.P・ P・ 2 2 9 1 4 )J . S.Ri ne ha T t ;TheRol eoISt r e s sWA Vei nt he

Cot nmi nut i or IOrBr it d

c

, Ro c kl i keMa t e r i A l

S.

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‑ Vc r l

喝.1

9 7 8

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開瓜連堆 ;

2

軸応力をうけるコンクリー トの破壊 ひずみ,材礼 22

的2

3

2

軌 昭

4 8 ‑1 , P. P・ 3 3

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,H.Ta

C hi k

nw

a ;De L or mA L i on and Fr a c t ur coICor L C r e t e Subj e c t e dt o Dyna mi c Loa d.Pr oc .OHCM‑ 1 ,Ky ot o.1 9 7 2 ,VoI . I V

.

p. p. 2 6 7

1 9)J . TA k e d

A,H.

T8 C hi k nw

q

.K.Fu j i mo t o;EE E e c t oISt mi r L i ngRa t eOnDe E or ma l i on E L ndFr 8 C ‑ t ur e oERei n f or c e

d

Cor L Cr e l e Me mb e

r

s ,6 t h Wor l dConl .onEA r t hgua keEng i no e r ing.l r L ‑ di 81 9 7 7 ̲1

2 0)Nor ma nDa y i ds ;Tr a ns i e ntAna l y s i so ES

tr

e s s I Wz L V ePe ne t r a t i oni nPht

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co

u;Pr i nc i pl e soESoi lMe c hni

Q

.Ad‑

di s on‑ Wc S l e yPub

I.C

o

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1 9 6 3

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トの耐軌 耐祈学位 を中心 として‑,セメン トコ ンクリー ト

No. 4

0

6.De c .1 9

8

0 .p. p.2 4

2 4 ) J .Ta ke da A nd H. TJ ) C hi k a wa ;De f or ma t i on andFr a c t ur eo

E

Conc r e t eSubj e c t e dl ol m pa c I Loa dorBL E L S tSho c k . Thi r dl nt e r na t i omlC01 卜 F c r c nc conMe c ha ni c a lBe hz L Vi oroEMa t e r i a

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,

Vol

.

3 .oEPr oc .OEI CM‑ 3

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7

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p. p. 7 7

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J .Vol .

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(12)

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Ther e l a t i onobt a i ne df r om t het e s t sbe t we e nt he de pt h oEt he c r a t e ra nd t he wei g h toEe xpl os i vee xa c t l yc oi nc i de swi t ht her e s ul tdc duc c df r om he a tc onduc t i on t he or yolge ne r a t e dga sofe xpl os i v es. Thei de aWa s pr oc ur e dbyt heobs e r va t i on oEf r a gme nt sS C a t t er e df r om orl e f ta td t ec r a t e rofs l a bsi n t he t e s t s ,whi c hwe r e i ndi c 8 【 e dt ha tt he yha dde e ma l mos tde hydr a t e d. Ther e l a t i onoEdi me ns i onoEc r a ‑ t e r sg e ne r a t e db yv ar i ouski ndsoEe xpl os i v ewa sa l s os t udi e d.

Ther a t i ooEt het hi c k ne s sof s c a bbi ngt ot het ot alt hi c k ne s soEs l ab( t het hi c k‑

ne s sr a t i ooEs c a bbi n g)wa st a ke na sa di me ns i on par ame t e rOEs c A bbi ngs i nt he e xpl os i ont e s t s. Thet e s t spr ov e d' ( ha tt het hi c k ne s sr a t i oi nc r e a s e dwi t ht hei nc r

e

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( ' Na t i ona lDe f e nc eAc a de my,1 ‑1 0Ha s hi r im iz u.Yok os uk 8 ‑ S h呈 .Ka J 1 8 ga Wa ‑ k e n.2 3 9 .J a pa n.

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De f e nc eAge nc y.

̀ ● Hse c ondDi vりFi r s IRe

s

e ar c hCe nt e r .T.氏. D.

I

. .De f e nc eAge nc y. )

ニ ュー M川tM川‖MllHm‖日

中故情報一博罷工鳩の娼最中放 く 較要報告)

1 9 8 1 年 7

3 0日午前 4

1 2 分ア メリカ ・Ubh 州

Gr B n t S V i l l e の Mi ni ngSe r y i c e sl nt e r n a t i o n a l 牡の 侭薬工場の混和 ・包装工重で平常作男中爆発が起 り

完成品

8 0 0 0I b( 3 6 3 0 k g )

.半熟

晶2 0 . 0 00) b( 9 0 7 0 k g) が頻発 し.鉄筋 コンクリー ト造 の工場 が全般 した。

死者5

名 であった。

出弗 :国 際 火薬 琉 琳 故 情 報 交換 会 IM E No. 7 8 9

( 注 :この報告は枕要報告のため辞 しくはな く.こ の他所阿倍報 は 2. ‑3 あるが.相互に内容 が頼迩 し ているところがあるので引用 しない) (衣山太郎)

‑ 40‑ 工燕火非協会珪

参照

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