岩石爆破作用原理.ppt

岩石爆破作用原理 主要内容 1.岩石爆破理论发展 2. 岩石爆破破碎原因的几种学说 3.单个药包爆破作用 4.药量计算的体积公式 5.药量计算中爆破参数意义和选择 6.影响爆破效果因素 7.控制爆破技术 8.爆破数值模拟技术 1.岩石爆破理论发展 随着科学技术发展，特别计算机模拟技术在爆破领域应用，岩石爆破理论已有长足进步。 但由于爆破特殊性、岩石性质不确定性，使爆破理论不统一，众说纷纭。 从发展历程看，岩石爆破理论发展经历3阶段：早期发展阶段、爆破理论确立阶段、爆破理论必威体育精装版发展阶段。 1.岩石爆破理论发展 早期发展阶段 1613德国马林（Marlin) 、Weigel等在Freisberg矿将爆 破应用于巷道掘进，就有了计算炸药量的方法，出现了早 期爆破理论。 爆破理论确立阶段 20/60年代日野熊雄提出冲击波拉伸破坏理论和U.兰格福斯（Longefors）等提出爆炸气体膨胀破坏开始，到70年代L.G朗（Long）提出爆破作用三个阶段止，历时十余年基本确立岩石爆破理论。 1.岩石爆破理论发展 爆破理论必威体育精装版发展 始于20/80年代，主要标志：裂隙介质爆破机理的产生；断裂力学与损伤力学的引入；爆破计算机模拟技术应用等。 随着实验技术和相关学科的发展，岩石爆破机理的研究出现了一个崭新局面。 但是，由于爆破对象复杂性、爆破过程高温、高压、高速等特征的不可测试性，迄今人们对岩石爆破破碎机理仍无定论。 在交通、水利、电、采矿等土石方工程建设中，爆破是最广泛、有效破岩手段。 为优化爆破参数，获得好的爆破效果，必须了解岩石爆破破碎作用机理、装药计算原理等影响因素。 2 岩石爆破作用原理几种学说 经典岩石爆破破碎机理有以下三大学说 村田勉等提出的爆轰气体压力作用学说 日野熊雄等提出的应力波作用学说 综合2派观点的应力波和爆轰气体共同作用学说 它们一定程度上反映了岩石爆破作用机理，对爆破实践具有一定的指导意义。 2 岩石爆破作用原理几种学说 药包爆炸时，产生高温、压气体。气体迅速膨胀，以极高压力作用于药包周围岩壁上，形成径向压应力场、同时衍生切向拉应力场。 当岩石抗拉强度低于切向拉应力时，将产生径向裂隙。 同时作用岩壁压力引起质点径向位移，作用力不等径向位移不同，导致岩石中形成剪应力；剪应力超过岩石抗剪强度时，产生剪切破坏；爆轰气体压力足够大时，将推动破碎岩块作径向抛掷运动。 该学说忽视了岩体中冲击波和应力波（stress wave）的破坏作用。 二、应力波作用学说（shock wave failure theory） 该学说以爆炸动力学为基础，认为岩石破碎主要是应力波引起。基本观点如下： 爆轰波冲击、压缩药包周围岩壁，形成冲击波并快速衰减为应力波； 应力波在周围岩体内形成裂隙的同时向前传播，传到自由面时，产生反射波。 当拉应力波强度超过自由面处岩石动抗拉强度时，产生拉伸片裂破坏，岩石逐渐片裂形成爆破漏斗。 应力波作用学说只考虑了拉应力波在自由面反射作用，不仅忽视了爆轰气体作用，也忽视了压应力的作用，对拉应力和压应力的环向作用也未予考虑。 三、应力波和爆轰气体压力共同作用学说 认为：岩石破坏是应力波和爆轰气体共同作用结果。 该学说综合考虑应力波和爆轰气体在岩石破坏过程中所起作用，为大多数研究者所接受。基本观点如下： 爆轰波波阵面压力和传播速度远》爆轰气体压力、速度，并作用于药包周围岩壁上，在岩石中形成冲击波并很快衰减为应力波。 冲击波在药包附近产生“压碎”现象，应力波在压碎区域之外产生径向裂隙。 随后，爆轰气体继续压缩压碎的岩石，并“楔入”应力波作用下产生的裂隙中，使之继续延伸和张开。 当爆轰气体压力足够大时，爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。 对于不同性质岩石和炸药，应力波与爆轰气体作用程度是不同： 在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不偶合系数较小条件下，应力波破坏作用是主要； 在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较大的条件下，爆轰气体的破坏作用是主要的。 3 单个药包爆破作用 一、爆破的内部作用 药包埋置深度大，相当于单个药包在无限介质中的爆破作用。爆破作用达不到自由面时，