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爆破安全距离计算完整优秀版
爆破安全距离计算
一、一般规定
各种爆破、爆破器材销毁以及爆破器材仓库意外爆炸时,爆炸源与人员和其他保护对象之间的安全距离,应按各种爆破效应(地震、冲击波、个别飞散物等)分别核定并取最大值。
二、爆破地震安全距离
(一)一般建筑物和构筑物的爆破地震安全性应满足安全震动速度的要求,主要类型的建(构)筑物地面质点的安全震动速度规定如下:
1、土窑洞、土坯房、毛石房屋1.0cm/s
2、一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物2~3cm/s;
3、钢筋混凝土框架房屋5cm/s;
4、水工隧洞10cm/s;
5、交通隧洞15cm/s;
6、矿山巷道:
围岩不稳定有良好支护10cm/s;
围岩中等稳定有良好支护20cm/s;
围岩稳定无支护30cm/s;
(二)爆破地震安全距离可按式
(1)计算
式中:
R—爆破地震安全距离,m;
Q—炸药量,kg;齐发爆破取总炸药量;微差爆破或秒差爆破取最大一段药量;
V—地震安全速度,cm/s;
m—药量指数,取1/3;
K、α—与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数,可按表1选取。
或由试验确定。
表1 爆区不同岩性的K、α值
(三)在特殊建(构)筑物附近或爆破条件复杂地区进行爆破时,必须进行必要的爆破地震效应的监测或专门试验,以确定被保护物的安全性。
三、爆破冲击波安全距离
(一)露天裸露爆破时,一次爆破的炸药量不得大于20kg,并应按式
(2)确定空气冲击波对掩体内避炮作业人员的安全距离。
式中:
Rk—空气冲击波对掩体内人员的最小安全距离,m;
Q—一次爆破的炸药量,kg;秒延期爆破时,Q按各延期段中最大药量计算;毫秒延期爆破时,Q按一次爆破的总炸药量计算。
(二)药包爆破作业指数n<的爆破作业,对人和其他被保护对象的防护,应首先核定个别飞散物和地震安全距离。
当需要考虑对空气冲击波的防护时,其安全距离由设计确定。
(三)地下爆破时,对人员和其他保护对象的空气冲击波安全距离由设计确定。
地下大爆破的空气冲击波安全距离应邀请专家研究确定,并经单位总工程师批准。
(四)水下爆破当覆盖水厚度小于3倍药包半径时,对水面以上人员或其他保护对象的空气冲击波安全距离的计算原则与地面爆破时相同。
(五)在水深不大于30m的水域内进行水下爆破,水中冲击波的最小安全距离,应遵守下列规定:
1、对人员按表2确定;
表2 对人员的水中冲击波安全距离
2、对船舶:
非施工船舶:
位于爆破点上游时1000m,位于爆破点下游或静水区时1500m;
施工船舶:
按表3确定。
表3 对施工船舶的水中冲击波安全距离
一次爆破炸药量大于1000kg,对人员和施工船舶的水中冲击波安全距离,可按式(3)计算。
式中:
R—水中冲击波的最小安全距离,m;
Q—一次起爆的炸药量,kg;
K0—系数,按表4选取。
表4 K0值
(六)在水深大于30m的水域内进行水下爆破,水中冲击波安全距离,通过实测和试验研安确定。
(七)在重要水工、港口设施附近或其它复杂环境中进行水下爆破,应进行测试和邀请专家研究确定安全距离。
四、个别飞散物安全距离
爆破(抛掷爆破除外)时,个别飞散物对人员的安全距离不得小于表5的规定;
对设备或建筑物的安全距离,应由设计确定。
抛掷爆破时,个别飞散物对人员、设备和建筑物的安全距离,应由设计确定,并报单位总工程师批准。
五、库区外部安全距离和库间殉爆安全距离
(一)设置爆破器材仓库或露天堆放爆破器材时,仓库或药堆至外部各种被保护对象的距离,应按下列条件确定:
1、外部距离的起算点是库房的外墙墙根、药堆的边缘以及隧道式峒库的峒口;
2、确定外部距离时,可不考虑炸药的性质;
3、爆破器材贮存区内有一个以上仓库或药堆时,应按每个仓库或药堆分别核定外部距离;
4、确定仓库或药堆至企业的住宅区或村庄边缘的距离应遵守:
地面库房或药堆不小于表6的规定:
隧道式峒库不小于表7的规定。
表5 爆破(抛掷爆破除外)时,个别飞散物对人员的安全距离
注:
①沿山坡爆破时,下坡方向的飞石安全距离应增大50%。
②同时起爆或毫秒延期起爆的裸露爆破装药量(包括同时使用的导爆索装药量)。
不应超过20kg。
③为防止船舶、木筏驶进危险区。
应在上、下游最小安全距离以外设封锁线和信号。
④当爆破器置于钻井内深度大于50m时,最小安全距离可缩小至20m。
表6 地面爆破器材库或药堆至住宅区或村庄边缘的最小外部距离
注:
表中距离适用于平坦地形,当遇到下列几种特定地形时,其数值可适当增减;
①当危险建筑物紧靠20~30m高的山脚下布置。
山的坡度为10~25度时,危险建筑物与山背后建筑物之间距离与平坦地形相比,可适当减小10%~30%;
②当危险建筑物紧靠30~80m高的山脚下布置,山的坡度为25~35度时,危险建筑物与山背后建筑物之间的距离与平坦地形相比,可适当减小30%~50%;
③在一个山沟中,一侧山高为30~60m,坡度10~25度,另侧山高30~80m,坡度25~30度,沟宽10m左右,沟内两山坡脚下对布置的两建筑物之间的距离,与平坦地形相比,应增加10%~50%;
④在一个山沟中,一侧山高为30~60m,坡度10~25度,另侧山高30~80m,坡度25~35度,沟宽40~100m,沟的纵坡4%~10%,沿沟纵深和沟的出口方向建筑物之间的距离,与平坦地形相比,应适当增加10%~40%。
表7 隧道式峒室至住宅区或村庄边缘的最小外部距离
按表7确定距离时,应根据表中数据作图(如图1),且应使保护的住宅区或村庄位于图示的包络线(图1中虚线)之外。
图1 作图确定峒库与住宅区或村庄的距离。
图中O点为装药中心,是90°~180°范围作图的圆心;O′点为峒口中心,是0°~90°范围作图的圆心。
5、仓库或药堆至其他保护对象的距离,应先按表8确定各该保护对象的防护等级系数,并以规定的系数分别乘以表6和表7规定的距离来确定。
表8 各种被保护对象的防护等级系数
注:
峒轴线±90°~±180°范围内,如有高耸建(构)筑物、输电线铁塔时,应通过地震安全性评价,专门确定防护等级系数。
(二)确定仓库间的殉爆安全距离,应遵守下列规定:
1、A1级库房或药堆间的距离,不小于表9的规定;
表9 A1级仓库之间的最小距离
注:
本表适用于黑索金、铵梯黑炸药、黑梯药注和胶质炸药。
2、A2级库房或药堆间的距离,不小于表10的规定;
表10 A2级仓库之间的最小距离
注:
本表适用于梯恩梯、雷管、导爆索,其中雷管和导爆索按其装药量计算存药量。
3、A3级库房或药堆间的距离,不小于表11的规定;
表11 A3级仓库之间的最小距离
注:
本表适用于硝铵类炸药和黑火药。
4、隧道式峒库的峒口外沿峒轴线左右75°范围内,不宜设其他爆破器材仓库或药堆。
2021-2021
(2)建模实践论文
题目:
安全行车距离
队员1:
顾可人,0918180227
队员2:
范榕,0918180228
队员3:
金重阳,0918180226
建模实践论文成绩考核表
学生姓名
顾可人
专业班级
R数学09-227
学生姓名
范榕
专业班级
R数学09-228
学生姓名
金重阳
专业班级
R数学09-226
题目
安全行车距离
评审者
考核项目
评分(每项
满分20分)
1
上课态度与遵守纪律的情况
2
完成任务的情况与水平(工作量)
3
论文质量(正确性、条理性、创造性和实用性)
4
技术水平(理论、分析、计算、验证以及创新性)
5
论文答辩(讲述的条理性、系统性,回答问题的正确性)
总评成绩
总评成绩等级(优、良、中、及格、不及格)
指导教师签字:
摘要
随着高速公路的发展和个人汽车拥有量的增大,高速公路交通事故量也随之增加。
在诸多高速公路交通事故中,汽车追尾事故就占
一
并且它造成的损失占高速公路交通事故急损失的
。
从而可见避免高速公路追尾事故的发生是我国急需解决的重要问题。
导致高速公路追尾交通事故的主要原因是驾驶员未能保持安全的车间距离,所以预防高速公路追尾事故的有效措施之一,就是发明以高速公路最小安全行车车间距离数学模型为基础的高速公路追尾碰撞预防报警系统。
我们将应用初等方法,揭示在公路上驾驶司机应该选择刹车的最佳时间和最佳距离。
控制车距的影响因素:
反应时间,车速,车身重,路面状况等。
此模型将回答2S法则适不适用的问题,提供了司机在行驶中应注意的各种事项,有利于交通的安全与便捷。
司机在驾驶过程中遇到突发事件会紧急刹车,从司机决定刹车到汽车完全停止住汽车行驶的离称为刹车距离,车速越快,刹车距离越长。
就要对刹车距离与车速进行分析,它们之间有怎样的数量关系?
正常的驾驶条件对车与车之间的跟随距离的要求是每10英里的速率可以允许一辆车的长度的跟随距离,但是在不利的天气或道路条件下要有更长的跟随距离。
做到这点的一种方法就是利用2秒法则,这种方法不管车速为多少,都能测量出正确的跟随距离。
看着你面前的汽车刚刚驶过的一个高速公路上涂油柏油的地区或立交桥的影子那样的固定点。
然后默数“一千零一,一千零二”,这就是2秒。
如果你在默数完这句话前到达这个记号,那么你的车和前面的车靠的太近了。
上述的方法做起来很容易,但是,它只是一个粗略的、模糊的判断,而且在一些意外情况它是没用的。
我们需要是用更多的细节并清楚地解决和说明问题,这时我们需要对它做一个科学的数学分析和数学建模来应对各种可能的问题。
关键词:
安全行车,反应距离,刹车距离,车速
一、问题重述
在中国,高速公路既限制最低车速(50km/h),又限制最高车速(110km/h),加之高速公路本身的结构特点,使行车速度可控制在一定的范围内,又排除了横向交通的干扰,我们把这种交通条件称为理想的交通条件,即在同一条车道上,同向行驶的车辆以相同的速度、连续不断地行驶,各车辆之间保持着一定的车头间距,构成了一种稳定交通流。
如果跟随车辆的车头间距过小,则容易发生追尾碰撞事故;如果车头间距过大,又会影响道路的通行能力。
所谓行车安全距离就是指在同一条车道上,同向行驶前后两车间的距离(后车车头与前车车尾间的距离),保持既不发生追尾事故,又不降低道路通行能力的适当距离。
美国的某些司机培训课程中有这样的规则:
在正常驾驶条件下车速每增加10英里/小时,后面与前面一辆车的距离应增加一个车身长度。
又云,实现这个规则的一种简便方法是所谓“2秒规则”,即后车司机从前车经过某一标志开始默数2秒钟后到达同一标志,而不管车速如何。
试判断“2秒规则”与上述规则是否一致?
是否有更好的规则?
并建立刹车距离的模型。
汽车在10英里/小时(约16千米/小时)的车速下2秒钟下行驶多大距离。
容易计算这个距离为:
10英里/小时*5280英尺/英里*1小时/3600秒*2秒=29.33英尺(=8.94米),远远大于一个车身的平均长度15英尺(=4.6米),所以“2秒准则”与上述规则并不一样。
所以我们还要对刹车距离与速度做更仔细的分析,通过各种分析(主要通过数据分析)以及各种假设,我们提出了更加合理的准则,即“秒准则”。
在道路上行驶的汽车保持足够安全的前后车距是非常重要的,人们为此提出各种五花八门的建议,就上面的“一车长度准则”,“2秒准则”以及我们提出的秒准则。
这些准则的提出都是为了怎样的刹车距离与车速的关系来保证行驶的安全。
所以为了足够安全要做仔细的分析。
二、模型分析
制定这样的规定是为了在后车急刹车情况下不致撞到前面的车,即要确定汽车的刹车距离。
刹车距离显然与车速有关,先看看汽车在10英里/小时(约16千米/小时)的车速下2秒钟下行驶多大距离。
容易计算这个距离为:
10英里/小时*5280英尺/英里*1小时/3600秒*2秒=29.33英尺(=8.94米),远远大于一个车身的平均长度15英尺(=4.6米),所以“2秒准则”与上述规则并不一样。
为了判断规则的合理性,需要对刹车距离做教仔细的分析。
一方面,车速是刹车距离的主要影响因素,车速越快,刹车距离越长;另一方面,还有其他很多因素会影响刹车距离,包括车型,车重,刹车系统的机械状况,轮胎类型和状况,路面类型和状况,天气状况,驾驶员的操作技术和身体状况等。
刹车距离由反应距离和制动距离两部分组成,前者指从司机决定刹车到制动器开始起作用汽车行驶的距离,后者指从制动器开始起作用到汽车完全停止行驶的距离。
反应距离由反应时间和车速决定,反应时间取决于司机个人状况(灵巧、机警、视野等)和制动系统的灵敏性(从司机脚踏刹车板到制动器真正起作用的时间),对于一般规则可以视反应时间为常数,且在这段时间内车速尚未改变。
制动距离与制动器作用力(制动力)、车重、车速以及道路、气候等因素有关,制动器是一个能量耗散装置,制动力作的功被汽车动能的改变所抵消.设计制动器的一个合理原则是,最大制动力大体上与车的质量成正比,使汽车的减速度基本上是常数,这样,司机和乘客少受剧烈的冲击.至于道路、气候等因素,对于一般规则又可以看作是固定的问题要求建立刹车距离与车速之间的数量关系。
为了建立刹车距离与车速之间的函数关系,需要提出哪几条合理的简化假设呢?
可以假设车型,轮胎类型,路面条件都相同;假设汽车没有超载;假设刹车系统的机械状况,轮胎状况,天气状况以及驾驶员状况都良好;假设汽车在平直道路上行驶,驾驶员紧急刹车,一脚把刹车踏板踩到底,汽车在刹车过程没有转方向。
这些假设都是为了使我们可以仅仅考虑车速对刹车距离的影响。
这些假设是初步的和粗糙的,在建模过程中,还可能提出新假设,或者修改原有假设。
我们仔细分析刹车的过程,发现刹车经历两个阶段:
在第一阶段,司机意识到危险,做出刹车决定,并踩下刹车系统开始起作用,汽车在反应时间行驶的距离称为“反应距离”;
在第二阶段,从刹车踏板被踩下,刹车系统开始起作用,到汽车完全停止,汽车在制动过程“行驶”(轮胎滑动摩擦地面)的距离称为“制动距离”。
模型建立:
——车辆行驶速度(米/秒)
——制动所需要的时间(秒)
——车辆质量即车辆重量(千克)
——距离(米)
——车辆制动后的加速度,可以测量
驾驶员做出反应有一个时间T1,根据速度与位移的公式得到一个反应距离为:
根据力学牛顿定律和能量守恒定律:
可知,制动后的制动距离为:
总的刹车滑行距离就为:
模型假设:
(1)测量数据与真实可靠,前面的车采取通用的车辆行驶速率和车辆长度。
(2)忽略天气、路面和车辆性能等原因。
(3)驾驶员的反应时间正常。
(4)制动过程持续无意外。
三、模型建立及求解
问题:
安全行车距离
随着人们生活水平的不断提高,马路上行驶的车辆也越来越多,交通事故的发生也在不断提高。
针对严重的道路交通情况,为了保障人民的生命安全,在遇到紧急情况时就需要司机能够迅速停下车辆,避免交通事故发生。
安全行车距离是指在车辆行驶过程中两辆车之间必须保持的最小距离,以免在紧急刹车时两辆车相撞。
1.请你参考已知的数据(或自己收集资料)建立让车辆停止的安全距离的数学模型。
结合1的模型,给出速度是40公里/小时和80公里/小时的安全行车距离。
附件.观察到的反应距离和刹车距离
速度(英里/小时)
司机的反应距离(英尺)
刹车距离(英尺)
20
22
18-22
50
55
105-131
65
72
196-245
80
88
334-418
25
28
25-31
35
39
47-58
55
61
132-165
70
77
237-295
30
33
36-45
45
50
82-103
75
83
283-353
60
66
162-202
40
44
64-80
识别问题:
同一车道前后跟随两车在行驶中,当前车制动时,其制动信号灯可能被后车及时发现,也可能未被后车及时发现,在这两种情况下的行车安全距离肯定是不一样的。
在计算行车安全距离时,我们认为驾驶员都是在注意力集中的情况下驾驶车辆的。
如果前车突然制动停车,后车即时发现前车制动信号灯亮后随之制动,并以不撞上前车、且停车后与前车保持5m间距为前提来确定其行车安全距离。
行驶中的汽车,在刹车后由于惯性的作用,要继续往前滑行一段距离后才会停下,这段距离就叫刹车距离。
研究刹车距离对于安全行车及分析交通事故责任都有一定的作用。
据此建立车辆的停止距离模型。
假设和变量首先对此问题提出总模型:
总的停止距离=反应距离+刹车距离
反应距离:
从司机意识到要停车的时刻到正真刹车的时刻所走过的距离。
刹车距离:
刹车后使车完全停下来所滑行的距离。
首先对反应距离研究一个子模型。
反应距离是许多变量的函数,从列出其中的两个变量开始:
反应距离=(反应时间,速率)
反应时间既受个体驾驶因素也受车辆操作系统的影响。
系统时间就是从司机接触到刹车踏板到刹车从机械上起作用之间的时间。
对于现代的车辆来说,大概可以忽略系统时间的影响,因为比之与人的因素,它是相当小的。
不同司机的反应时间取决于诸如反射的本能、警觉程度和能见度等许多事情。
现在假设从司机决定需要停车到刹车起作用的时间里车辆继续以常速行驶,在这个假设下反应距离只是反应时间和速度的乘积:
画出测量得到的反应距离对速度的图形:
图1反应距离和速度的比例性
我们可以画出司机反映距离对速度的图形,如图1所示,这个图形是一条经过原点的直线。
取直线上的两点,即可计算出它的斜率,
即:
。
其次考虑刹车距离,车辆的重量和速率肯定是要考虑的重要因素。
刹车的效率、车胎的类型和状态、道路表面的情况以及天气条件是其他合理的因素。
和前面一样,我们最可能假设后面这些因素的平均值和条件。
因此最初的子模型就给出了刹车距离作为车辆重量和速率的函数:
刹车距离=(重量,速率)
假定是慌慌张张地停车而且在整个停车过程中作用的是最大的刹车力。
且假定忽略车胎、道路表面情况及天气条件因素。
在上述情况下刹车过程车做的就是匀减速运动,由运动学公式
及牛顿定律
得:
接着,我们再考虑力F和车的质量是怎样的关系。
合理的设计准则应该是按以下的方式来制造车辆,即不管车的质量为多少,当作用上最大的刹车力时,减速时是不变的。
而且,在整个紧急刹车过程中力是不变的。
因此得到比例关系:
然后检验刹车距离的子模型。
首先画出题中给出的刹车距离对的平方的图形,如图2所示。
图2刹车距离和速度平方的关系图
然后,我们需要求,求需要用图形为数据拟合模型。
图2中的每个点可以看成一个区间,以正负偏差、误差值
设置数据的格式,如图3所示。
对数据图形地拟合一条直线,估计其斜率:
,即
图3刹车距离和速度平方的比例性
由上述司机反映距离和刹车距离的模型可得总停止距离的模型:
。
四、模型综合评定
模型的预测值以及题中记录的实际观察到的总停止距离填在表中:
速率
(英里/小时)
观察到的总停止距离
(英尺)
模型预测值
(英尺)
20
42
43.6
25
56
61.25
30
73.5
81.6
35
91.5
104.65
40
116
130.4
45
142.5
158.85
50
173
190
55
209.5
223.85
60
248
260.4
65
292.5
299.65
70
343
341.6
75
401
386.25
80
464
433.6
以上表数据建立图表:
考察误差,发现当车速不超过70英里/小时,实际值都微小于理论值,但是当车速更快时,实际值就会大于理论值,而且随着车速的增加误差会越来越大。
误差分析说明制动距离子模型
的模型假设适合较低的车速范围内;当车速更高时,可能由于漏了考虑某些不容忽视的因素,导致模型解答不那么令人信服。
因此我们可以推断出速度是40公里/小时和80公里/小时的安全行车距离分别是97.7米和302.8米。
(1公里=0.6214英里1英里=1.6093公里)
模型优点:
由于此模型是对车辆行驶间距以及制动距离是否实用“两秒法则”而制定的,所以采取的前车速度一般都是固定的,所以可以在一定程度上可以反映出此条款的合理性。
模型缺点:
因为需要通过计算的数据大部分都是测量数据,存在一定的误差,然后前车车速是固定的普通速率,在实际情况中可以根据前车的速度的不同和车辆的质量来重新评估“两秒”法则。
五、参考文献
[1]XX文库,资源标题:
数学建模论文(车辆的停止距离),
访问时间:
2021年3月11日
[2]XX文库,资源标题:
数学建模(论车辆的停止距离问题),
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2021年3月11日
[3]中国知网,资源标题:
高速公路最小安全行车距离,
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2021年3月11日
[4]XX文库,资源标题:
车辆行驶间距与停止距离的模型,
访问时间:
2021年3月12日
[5]XX文库,资源标题:
汽车刹车距离,
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[6]中国知网,资源标题:
高速公路行车安全距离的分析与研究,
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2021年3月12日
[7]叶其孝姜启源,书名:
数学建模
出版社:
机械工业出版社
施工中的各式各样安全距离
1、氧气乙炔瓶的安全距离5米,氧气乙炔与火源的安全距离10米。
2、设备不停电时的安全距离,其规定数值如下:
10kV及以下一0.7m,35kV—1.0m,l10KV一1.5m,220kV一3.0m,500kV一5.0m。
该安全距离规定值是指在移开设备遮栏的情况下,并考虑了工作人员在工作中的正常活动范围内。
3、公路施工爆破飞石安全距离不得小于国家安全规程规定的最小200m安全距离。
4、高压燃气管道距建筑物的基础的距离分别为不小于4米(介质压力0.4至0.8Mpa)和不小于6米(介质压力0.8至1.6Mpa);距街树的距离不小于1.2米;距铁路钢轨不小于5米;距有轨电车钢轨不小于2米;距其它道路的距离无规定。
5、应该是高于2米无防坠措施,才算高空作业。
6、起重机与架空输电导线的安全距离电压220KV时,沿水平方向和垂直方向都是6米,电压60——110KV时,沿水平方向4米,垂直方向都是5米。
7、制氧站气瓶间空瓶与实瓶应分开存放,间距大于1.5米,并有指示牌。
楼主这个1.5米也是安全距离吧。
8、铁路线路两侧应当设立铁路线路安全保护区。
铁路线路安全保护区的范围,从铁路线路路堤坡脚、路堑坡顶或者铁路桥梁外侧
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