爆破工程第四章.pptVIP

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. . * . * 武 汉 理 工 大 学 * . * 主要内容 第四章 爆破工程地质 4.1 岩石基本性质 4.2 岩石中应力冲击波 4.3 岩石分级 4.4 地质条件对爆破影响 4.5 爆破对工程地质条件影响 4.6 爆破工程地质堪察 (略) : * . * 第一节 岩石基本性质 岩石波阻抗 孔隙率 容重 岩石风化程度 密度 (density) ( Bulk density) ( porousness) ( wave impedance) 岩石波阻抗为岩石中纵波波速(C)与岩石密度 的乘积 。 物理性质 * . * 岩石主要力学性质 岩石风化程度 A 力学性质 B D 岩石的变形特征 C 岩石的强度特性 弹性模量E 泊松比 ①单轴抗压强度 ②单轴抗拉强度 ③抗剪强度 ①弹性 ②塑性 ③脆性 (Elastic modulus) (Poisson’s ratio) * . * 第二节 岩石中应力波 应力波 岩石在急剧变化的载荷作用下,既产生运动,又产生变形 。其质点便失去原来的平衡而发生变形和位移,而形成扰动。一个质点的扰动必将引起相邻质点的扰动。这种扰动的传播叫做波;同时,变形将引起质点之间的应力和应变,这种应力、应变的变化的传播叫做应力波或应变波。 由冲击端面产生的变形 * . * 勒夫波 瑞利波 纵 波 横 波 波的种类 根据波的传播位置 体积波 表面波 在介质内部传播的波 只沿介质体的边界面传播的波 根据介质质点振动方向 波 同扰动传播方向垂直 同波的传播方向一致 介质质点沿椭圆形轨迹运动 介质体表面质点在垂直于波 的传播方向成水平横向振动 * . * 应力波引起的介质变形 应力波引起的介质变形 (a)纵波;(b)横波;(c)勒夫波;(d)瑞利波;(e)瑞利波质点运动方向 * . * 应力波叠加 波的叠加性 当两个扰动同时传到某一点时,那么这点的总状态参量等于两个扰动分别抵达这点的代数和,这便叫波的叠加性。 波的叠加性 顺、逆两波遇叠 加,便成为一个合成状态波 。 * . * 应力波反射和透射(1) (A) 应力波从交界面垂直入射 时 , 不产生波的反射。 ① ② 有反射波,也有透射波 ③ ④ 入射压缩波全部反射成拉伸波,而没有透射波产生 ⑤ 既有透射压缩波,又有反射拉伸波。 时 时 时 时 叠加的结果使交界面处的应力值为入射应力波的两倍,此交界面即为固定端。 纵 波 垂 直 入 射 * . * 应力波反射和透射(2) (B) 应力波向交界面倾斜入射 , 纵 波 倾 斜 入 射 * . * 表面波和地震波 地震波是质点作周期性振动的弹性波,是质点作谐振动而形成的正弦波。 B C 瑞利波 勒夫波 地震波 瑞利波是沿自由面传播的表面波。波通过时,自由面上质点在垂直的射线平面内作反向椭圆运动,长轴垂直自由面,短轴平行自由面。 勒夫波是在层状岩石中沿层面传播的表面波。其中质点在垂直传播方向的水平横向方向上作剪切形式的振动,没有垂直运动分量。 A 与天然地震比较,爆炸地震的特点是:震源能量小,影响范围不大,持续时间短,频率高,其强度、传播方向和持续时间能预计并加以控制。 地震波的破坏作用主要绝对于质点振速。 * . * 爆炸冲击动荷载对岩石的加载作用 爆炸冲击动荷载对岩石的加载作用与静载相比,有如下几个特点: 1 冲击荷载作用下形成的应力场(应力分布及大小)与岩石性质有关; 静载则与岩性无关。 3 爆炸荷载在传播过程中,具有明显的波动特性,其质点除失去原来的平衡位置而发生变形和位移外,尚在原位不断波动 。 2 冲击加载是瞬时性的,一般为毫秒级; 静载则通常超过10s。 * . * 第三节 岩石分级 土壤及岩石分类 岩石可钻性分级 不仅可以确定工程所在岩石的开挖方法、判断岩石爆破的难易程度,而且可以作为计算承包单价、编制投标书的依据。 岩石可爆性分级 岩石可钻性是表示钻凿炮孔难易程度的一种岩石坚固性指标。 (Drillability) (Blastability) 岩石可爆性(或称爆破性)表示岩石在炸药爆炸作用下发生破碎的难易程度。它是动载作用下岩石物理力学性质的综合体现。 * . * 第四节 地质条件对爆破的影响 在进行具体的爆破设计时,下述设计计算参数的选取与岩性有密切的关系: D C B A 爆破安全计算中的不逸出半径、地表破坏圈范围,以及爆破振动计算

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