انفجار در هوای آزاد، باعث فشردگی شدید هوا و ایجاد جبهه موج مـیشـود. در پشـت ایـن جبهـه، هوا با سرعت کمتری حرکت می نماید. برخی اثرات انفجار در هوا و مشخصات آن ها، در ایـن بخـش آمده است.
٢١-٣-٣-١- فشار مبنای انفجار pso
مقدار حداکثر اضافه فشار ناشی از انفجار هوایی در هر نقطه را «فشار مبنای انفجار» گویند. در ایـن مبحث مقادیر فشار مبنای انفجار از جدول ٢١-١-٣ برای سطوح بار مختلف، به دست میآید.
٢١-٣-٣-٢- حداکثر فشار دینامیکی (qs)
در هنگام انتشار موج انفجار در هوا، هوای پشت جبهه ی موج با سـرعت کمتـری، بـه طـرف خـارج منتشر میشود، که اثر آن همانند جریان هوا یا باد می باشد. به این پدیـده، «فشـار دینـامیکی» یـا «فشار هوا» گویند و حداکثر آن (qs)، از رابطه زیر محاسبه میشود:
که در آن :
pso ، فشار مبنای انفجار و po ، فشار محیطی (جو) میباشد .
٢١-٣-٣-٣- بازتاب موج انفجار و فشارهای ناشی از آن
موج انفجار پس از برخورد با مانع صلب، منعکس میشود. بازتاب موج در اطراف مـانع، بـه زاویـه ی برخورد موج، مشخصات هندسی ساختمان و اندازه آن، بسـتگی دارد. بـا توجـه بـه اهمیـت شـکل ساختمان در بارگذاری انفجار هوایی و سطحی، در راسـتای اجـرای بنـد ٢١-٢-٣-١-٤، تعامـل بـا مهندس معماری الزامی است.
بحرانی ترین حالت بازتاب موج انفجار ، در هنگام برخورد آن به صورت عمودی به دیوار صـلب اسـت که در این حالت، فشار بازتاب از رابطه زیر تعیین میشود:
٢١-٣-٣-٤- مشخصههای مهم موج انفجار در هوا
الف:سرعت جبههی موج انفجار (Us)
سرعت انتشار جبهه ی موج انفجار (موج فشار و موج ضربه) در هر نقطه، از رابطه ٢١-٣-٣ محاسـبه میشود:
که در این رابطه Us، سرعت انتشار موج بر حسب متر بر ثانیه و pso، فشار مبنای انفجـار برحسـب کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است.
ب: مدت زمان گام مثبت ( زمان تداوم انفجار- td )
مدت زمان گام مثبت (td)، زمانی است که فشار، بیش از فشـار محیطـی اسـت. و مقـدار آن بـرای سطوح بارگذاری مختلف در جدول ٢١-١-٣ ارایه شده است.
پ: تکانه ویژه انفجار (is)
سطح زیر منحنی فشار- زمان را تکانه ویژه انفجار برای هر نقطه محدوده انفجـار گوینـد کـه بـه دو جزء مثبت و منفی تقسیم میگردد (شکل ٢١-٣-١-الف). تکانه مثبـت از رابطـه ٢١-٣-٤ بدسـت میآید.
به دلیل کوچک بودن مقدار تکانه منفی، از آن صرف نظر میشود. بـرای مـوج انعکاسـی، در روابـط فوق pr جایگزین pso میشود.
ت: طول موج (λrw)
فاصله هر نقطه تحت فشار مبنا واقع در سطح جبهه انفجار تا اولین نقطه تحت فشار محیطی واقـع در پشت جبهه انفجار، »طول موج« نامیـده مـی شـود. مقـدار طـول مـوج برحسـب متـر، از رابطـه ٢١-٣-٥ محاسبه میشود.
Us : سرعت انتشار موج ، برحسب متر بر ثانیه
td : مدت زمان (زمان تداوم) گام مثبت بر حسب ثانیه
تصویر ۱
تصویر ۲
تصویر ۳
تصویر ۴
تصویر ۵
تصویر ۶