Изменения проницаемости
Действие на человека вредных веществ может быть местным или общим. При местном действии болезненные изменения происходят в месте соприкосновения вредного вещества с поверхностью человеческого тела. Например, кислота или щелочь, попадая на тело, вызывают химические ожоги. Но местное действие вредного вещества одновременно отражается и на всем организме пострадавшего. Общее действие вредного вещества проявляется после того, как оно поступило в организм. При этом одни яды действуют в той или иной степени на все органы и ткани человека, другие оказывают преимущественное влияние на некоторые из них, например на печень, на центральную нервную систему.
Действие вредных веществ, применяемых в производстве, на организм человека зависит от токсических свойств самого вещества, его концентрации и продолжительности воздействия. Оно может быть местным или общим. При местном действии болезненные изменения происходят в месте соприкосновения вредного вещества с тканями человека. Например, кислота или щелочь, попадая на тело, вызывают химические ожоги. Но местное действие вредного вещества одновременно отражается и на всем организме пострадавшего. Общее действие
Патоморфологические изменения в центральной нервной системе более резко выражены в таламо-гипоталамической области, мозжечке, фронтальной части, коры и гиппокампе. При острых отравлениях наблюдаются как нервно-сосудистые изменения, так и дегенеративные процессы в ганглиозных клетках. При хроническом отравлении малыми дозами Т. изменения происходят главным образом в коре головного мозга и характеризуются сосудистыми расстройствами, резко пониженным кровоснабжением. В мозгу и мозжечке снижается содержание Щелочной и кислой фосфатаз, микроэлементов (особенно меди, цинка и железа, входящих в состав ферментов), нарушаются окислительные процессы в ферментной системе карбоксилазы и процессы фосфорилирования (Przybylowski; Nielo» witz,- Веллинг и др.). В 75% случаев в крови отравленных обнаруживается угне* ; тение активности холинэстеразы (Рищан, Шогам; Rizzoli, Galzigna).
Рассмотрим типичную инженерную конструкцию S, несущую нагрузку,— мост или, скажем, кран. Совершенно жесткие конструкции невозможны, но в большинстве практических случаев форма S не изменяется, покуда влияние нагрузки (включая собственный вес S) сводится к легкому растяжению или сжатию частей, из которых S состоит. Значительные изменения происходят, когда эти части радикально меняют форму — когда они разрушаются или выпучиваются. Мы не будем здесь заниматься разрушением, так как для изучения возникновения и динамики разрушений приходится существенно привлекать микрофизику используемых материалов. (Это не значит, что математические методы нашей книги не могут быть применены в этой области — по всей вероятности могут,— но такие приложения пока еще не развиты.) Говоря широко, имеются два типа выпучивания: упругое, или обратимое, изменение формы под напряжением и пластическое, или необратимое, изменение.
Рассматриваемая модель представляет собой математическое описание многомерной системы, где изменения происходят в пределах заданных ограничений, которые обусловливают взаимосвязь структурных элементов. Модель позволяет вводить управляющее воздействие в систему и может быть применена для прогнозирования безопасности эргатических систем. Ниже приводится частный пример реализации модели, где структурные элементы системы представляют экономические категории.
Величина переходного сопротивления должна незначительно изменяться в течение времени. Известно, что удельное сопротивление почвы' меняется в широких пределах (при изменениях ее влажности в зависимости от природы грунта оно может колебаться от 10 до 1000 Ом-м). Кроме того, на удельное сопротивление значительное влияние оказывает температура. Особенно резкие изменения происходят при промерзании грунта. В связи с этим для обеспечения постоянной величины переходного сопротивления заземление должно быть установлено соответствующим образом (в наиболее влажных местах заглубление, погружение электродов в специально обработанный грунт: солью, шлаком, древесным углем и др.). Обычно заземление выполняет функции защиты от разрядов статического и атмосферного электричества. Конечно, такие функции заземление выполняет на объект с возможной электризацией. Для защиты от статического электричества считается достаточным [10], если сопротивление заземления не превышает 100 кОм.
Легкое острое отравление сопровождается появлением си-нюшности, слабости, диспепсическими расстройствами. В крови увеличивается содержание метгемоглобина до 20—25% (отравление анилином). Появляются тельца Гейнца. При отравлении средней тяжести явления интоксикации становятся более выраженными, нарушается функция внутренних органов (токсический гепатит). Мег-гемоглобин в крови может достигнуть величины 30—40%. Количество эритроцитов с тельцами Гейнца повышается до 10—15%. Содержание кислорода в артериальной крови значительно падает. При тяжелой форме интоксикации нарастают явления гипоксемии, гипоксии. Становится более выраженным цианоз, нарушается координация движений, могут быть судороги, .потеря сознания (кома). Значительные изменения происходят при этом в центральной 'Нервной системе, в сердечной мышце (миокардиодистрофия), в печени (токсический гепатит) и в других органах. Количество метгемоглобина в крови увеличивается до 60—70%.
Согласно современным представлениям (П. В. Симонов, 1962, и др.) адаптационное (первичное) торможение избавляет центральную нервную систему от реакций на несущественные, бесполезные для организма раздражители, от напрасных энергетических трат. Л. В. Крушин-ский (1949) показал, какие изменения происходят в центральной нервной системе в том случае, когда торможение оказывается недостаточным, не успевает развиться или устраняется экспериментатором. Э. А. Асратян (1971) подчеркивает, что «срыв» нервной системы наступает не потому, что она не вынесла торможения, а потому, что торможение не могло возникнуть, не могло проявиться в должной мере, ибо торможение — прежде всего отдых, восстановление, защита высокореактивных нервных структур.
5.14. Закон внутреннего динамического равновесия — вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем и их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, однако при этом сохраняется общая сумма вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, где эти изменения происходят, или в их иерархии.
Мутационные изменения происходят и в растительных организмах. В лесах, подвергшихся выла-
риклазохромитовых огнеупоров с прямой связью. Вследствие пропитки и взаимодействия с жидкой фазой клинкера огнеупоры приобретают зональное строение. Максимальные изменения происходят в рабочей зоне.
Самые ранние признаки силикоза характеризуются при рентгенологическом исследовании увеличением корней легких, некоторым усилением или появлением бронхо-сосудистого рисунка. Эти изменения мало доказательны, но при массовом их определении в соответствующих профессиональных группах они квалифицируются как начинающийся силикоз (Вигдорчик; Генкин и Молоканов; Гринберг). Однако силикотический процесс развивается гораздо ранее изменений, обнаруживаемых рентгенологическими исследованиями. В ряде случаев до появления рентгено-морфологических изменений имелись нарушения внешнего дыхания, выявляемые главным образом при пробах с нагрузкой (определение пределов легочной вентиляции, жизненной емкости и ее фракций, наблюдение за динамикой пульса и дыхания при пробе с приседанием и др.), а также признаки начальной компенсаторной эмфиземы, хронического бронхита, ослабление обоняния, глоточного рефлекса, шое повышение температуры и множество субъективных жалоб (Ол Отмечаются также изменения в вегетативной нервной системе, нарушения высшей нервной деятельности; нарушение секреции желудочного сока, снижение активности пищеварительных ферментов: пепсина, амилазы, и липазы; понижение функций печени (особенно антитоксической, образовательной и протромбинообразовательной). Рано обнару нарушения белкового обмена (уменьшение содержания белков в крови и изменения их фракционного состава), окислительно-восстановительных процессов, С-витаминная недостаточность. Уже в стадии «подозрения» на силикоз нарушена проницаемость капилляров для белков плазмы; процент случаев изменения проницаемости нарастает с усилением силикотического процесса. Проницаемость капилляров вначале повышается, но с развитием склеротического процесса понижается (Коникова; Мешенгиссер).
при интермиттирующем режиме преобладают процессы кумуляции, которые приводили сначала к скрыто протекающему процессу (привыканию), а затем и выраженной интоксикации. Известно, что процессы адаптации и кумуляции тесно связаны между собой и при воздействии химических факторов направлены на снижение содержания яда в организме. Это может происходить за счет изменения проницаемости мембран, включения дополнительных путей выведения, увеличения скорости выведения, изменения скорости метаболизма и т. д. Некоторые из указанных механизмов были исследованы при определении концентрации хлористого метилена в выдыхаемом воздухе, моче и желчи, учитывая возможные пути выведения его из организма.
Таким образом, применяемые методики позволяют выявить характер разрушения пористой газонасыщенной среды. Наиболее удалена зона разрушения Rm, определяемая ультразвуковыми методами проз* вучивания. Однако при исследовании изменения фильтрационных свойств среды в результате взрыва область воздействия взрьша значительно расширяется, так как внешняя граница изменения проницаемости среды существенно превышает Rm. Зона между Rm и границей изменения проницаемости — зона допредельных деформаций среды. О предполагаемых механизмах деформации среды в этой зоне будет сказано ниже.
Имеющиеся сведения о механическом действии камуфлетного взрыва в газоносных пластах в промышленных опытах по проектам Газбаг-ги и Рио—Бланка содержат в основном данные о размерах полости, столбе обрушения и наведенных трещинах и мало содержат информации о физических процессах, происходящих при взрыве в пористой среде. Более поздние работы исследователей США, по-видимому, вызванные необходимостью разобраться в причинах неожиданного результата изменения проницаемости газоносного пласта при взрыве Рио—Бланка, посвящены результатам изучения состояния среды вокруг камуфлет-ной полости и изменениям, происходящим в матрице пласта.
На рис. 17 показано изменение проницаемости керна, определен ное по материалам наблюдательных и исследовательских скважин первом и третьем опытах. Проницаемость керна и в первом и в трет ем опытах снизилась примерно на порядок в тех областях, где OTML чено снижение пористости. Так при начальном среднем значении пр« ницаемости керна <Као > = 12,6 мД и 5 =7,1 проницаемость после взрь ва составила в первом опыте <Кп> = 1,9 мД (5 =2,1), в третьем ; =0,9 мД (6 = 1,3). На расстоянии от заряда г < 0,5 м/кг1/3 и менение проницаемости не установлено, так же как не установлена внеи няя граница изменения проницаемости матрицы из-за отсутствия ке нового материала. Следует иметь в виду, что проницаемость по керь и проницаемость в пласте, определяемая при эксплуатации скважш величины разные, так как первая не учитывает влияние дефектов в ма« сиве пород. В силу этого проницаемость по керну ниже, чем прошли^ емость в пласте. .:
На рис. 65 показано изменение проницаемости газонасыщенной среды с начальной пористостью т0 = 10 % в лабораторных опытах (7) и в опыте по проекту Газбагги (2). Видно, что характер изменения проницаемости среды в первой области в лабораторных опытах и в опыте по проекту Газбагги одинаков — проницаемость здесь существенно возрастает. Границы этой области удовлетворительно совпадают при различии мощности взорванных зарядов более чем на 10 порядков, что указывает на применимость в этой области закона подобия г « W1!3. Вторая и третья области изменения фильтрационных свойств пласта в проекте Газбагги не представлена, так как, по-видимому, американские исследователи посчитали, что далее г » 0,3-^0,35 м/кг1/3 изменения проницаемости газоносного пласта не произошли. Лабораторные опыты позволяют полагать, что характер изменения проницаемости в газоносном пласте Газбагги, так же как и в лабораторных опытах, был немонотонный с присутствием трех областей с различным характером изменения фильтрационных свойств.
На кривой 1 прослеживаются три области с различным характером изменения проницаемости. Первая область, радиус которой до г «s 0,2-^0,3 м/кг1/3, характеризуется улучшением проницаемости с экспоненциальным спадом ее значений к внешней границе области. Во второй области,- находящейся в интервале расстояний от г = 0,2-^0,3 до г"=0,4 м/кг1/3, отмечается минимум послевзрывной проницаемости среды, которая все же остается выше исходной. Третья область, начинающаяся на Т = 0,4 м/кг1/3, имеет внешнюю границу на F=2 м/кг1/3. Улучшение проницаемости в ней не столь значительно, как в первой области. Однако объем этой области на несколько порядков больше, чем первых двух.
Изменение фильтрационных свойств Г/Г0 после взрьюа в услс ях начального насьпцения среды керосином представлено на рис. „ Наблюдается улучшение в целом фильтрационной обстановки вок камуфлетной полости при немонотонности изменения проницаемо от центра к периферии. Можно выделить три области с различным'* рактером изменения проницаемости. В первой от полости области-и исходит наиболее значительное увеличение проницаемости, она возд тает вблизи полости в среднем в 5 раз. Радиус этой области оценив^ ся величиной около F* 0,4 м/кг1/3. Во второй области проницаемо^ среды после взрыва минимальна. Третья, наиболее протяженная обла характеризуется постепенным возрастанием проницаемости и спадением до ее фоновых значений. Внешняя граница третьей обла по данным лабораторных опытов для обеих начальных пористостей
и третья — для всех типов опытов. Из приведенных данных видно, что характер изменения проницаемости таких сред одинаков от лабораторных до промышленных опытов. Вторая область имеет небольшую протяженность — примерно от 0,4 до 0,6 м/кг1/3, послевзрывная проницаемость в ней выше фоновых значений. Внешняя граница третьей области соответствует Г« 2,54-4,0 м/кг1/3. Границы областей с разным характером изменения фильтрационных свойств для лабораторных, полевых и промышленных опытов удовлетворительно согласуются, что также указывает на применимость закона подобия г « И-'1/3 при изменении примерно на десять порядков мощности заряда в опытах. Отметим самое существенное различие в изменении при взрыве проницаемости насыщенных жидкостью твердых пористых сред с т0 =25 и 18 % и газонасыщенных сред с такой же начальной пористостью. Если в газонасыщенных средах указанных пористостей камуфлетный взрыв приводит только к ухудшению проницаемости среды во всем диапазоне воздействия, то взрыв в насыщенных жидкостью средах с пористостью га0 = 25 % приводит в целом к улучшению фильтрационной обстановки вокруг взрывной полости, а снижение пористости до т0 = 18 % приводит к улучшению проницаемости среды во всем диапазоне действия взрыва. Следует также отметить, что, хотя в третьей области проницаемость улучшается значительно ниже, чем в первой, протяженность третьей области существенно больше и, следовательно, объем среды с улучшен-
Фильтрационные свойства блоков. Зависимость фильтрационных свойств среды от приложенного к ней давления исследовалась в работе [25] . Как показывают экспериментальные дан? ные, при воздействии на образец всестороннего давления (р > ЗОМПа) возможны как обратимое, так и необратимое снижения проницаемости. Как правило, необратимые изменения проницаемости наблюдаются в горных породах, содержащих глинистый цемент. Горные породы с малым содержанием цементирующего вещества испытывают обратимые изменения проницаемости при воздействии на них сжимающих напряжений. Типичная зависимость относительного изменения проницаемости и пористости влагонасыщенного образца от давления, приведена на рис. 75 [25]. Как видно из графика, несмотря на то, что пористость среды под действием всестороннего сжимающего давления меняется незначительно, проницаемость среды может изменяться на порядок и более. Этот эффект связан с тем, что под действием давления происходит перекрытие поровых каналов в наиболее узких местах, пористость при этом меняется незначительно. Экспериментальные данные показывают [25] , что коэффициент проницаемости среды зависит от эффективного давления рр которое определяется разностью давления р, приложенного к среде, и давлением флюида (газа или жидкости) р0, насыщающего пористую среду
Рис. 75. Зависимость относительного изменения проницаемости АК/К0„ (1) и пористости Дт/т (2) от давления
 Читайте далее:
 Изолированными проводами
Изолируемой поверхности
Изменение активности
Изолирующие электрозащитные
Изолирующие противогазы
Изолирующих приспособлений
Инициативе администрации
Изолирующим средствам
Изотермического хранилища
Извещателей включенных
|
