岩石爆破,爆破工程,爆破机理
◇高教论述◇2010年第01期（下）
岩石爆破破岩机理
田玉新
（中国矿业大学南湖校区
【摘
刘星徐州
江苏221116）
要】炸药在岩体内爆炸时所释放出来的能量是以冲击波高温高压的爆生气体的形式作用于岩体的，整个过程在几个
到几十个毫秒的瞬间完成。爆破破岩的机理就是研究岩体在爆炸能作用下发生破碎的原理。由于岩石是一种非均质各向异性介质，加上爆炸作用过程本身的复杂性，使得岩石爆破破岩机理的研究变得困难，因而所提出的各种破岩理论还只能算是假说。
【关键词】爆炸；气体膨胀；应力波；爆破；自由面；径向裂隙
【Abstract】Explosivesinrockintheexplosionoftheenergyreleasedbythehightemperatureandpressuretheexplosiveblast
lifeformsofgastorockthewholeprocessinafewtoafewmillisecondsof10seconds.Blastingbrokenrockthemechanismistostudyintheexplosiontorocktheroleoftheprinciplesofbroken.Therockisanaveragequalityanisotropismmedia,coupledwithexplosiveroleitselfofthecomplexityoftherockblastingbrokenrockmachineofthestudyisdifficult,andthevariousbrokenrocktheorycanonlybeconsideredhypothesis.
【Keywords】Explosions；Gasexpansion；Stresswave；Blasting；Ffreesurface；Radialcracks
岩体在冲击荷载的作用下产生应力波或冲击波，它在岩体中传播，引起岩石变形乃至破坏。炸药爆炸首先形成应力脉冲，使岩石表面产生变形和运动。由于爆轰压力瞬间高达数千乃至数万兆帕，从而在岩石表面形成冲击波，并在岩石中传播。
击波或应力波造成的，随后爆生气体渗入裂隙并在准静态压力作用下，使应力波形成的裂隙进一步扩展。爆生气体膨胀的准静态能量是破碎岩石的主要能源。
——无限介质中的爆破作用3.爆破的内部作用—
岩石内药包中心距自由面的垂直距离称为抵抗线。对于一定量的装药来说，若抵抗线超过某一临界值时，可以认为药包处在无限岩石介质中。此时药包爆炸后，在自由面上不会看到爆破的迹象，这种爆破作用叫做爆破的内部作用。
根据岩石的破坏情况，除了在装药处形成扩大空腔外，还将从爆源向外产生压缩粉碎区、破裂区和震动区。
1．爆生气体膨胀作用
炸药爆炸生成高温高压气体，膨胀做功引起岩石破坏。爆生气体膨胀力引起岩石质点的径向位移，由于药包距自由面的距离在各个方向上不一样，质点位移所受的阻力就不同，最小抵抗线方向阻力最小，岩石质点位移速度最高。正是由于相邻岩石质点移动速度不同，造成了岩石中的剪切应力，一旦剪切应力大于岩石的抗剪强度，岩石即发生剪切破坏。破碎的岩石又在爆生气体膨胀推动下沿径向抛出，形成一倒锥形的爆破漏斗坑。
3.1压缩粉碎区
炸药爆炸瞬间，产生几千度的高温和几万兆帕的高压，形成每秒数千米的爆炸冲击波，最靠近装药的岩石在此冲击波和高温高压爆生气体的作用下，产生很高的径向和切向压应力，这样大的压应力远远大于岩石的动态抗压强度。装药空间岩壁受到强烈压缩而形成一个空腔，周围炎时产生粉碎性破坏形成压碎区。
压碎区内冲击波衰减很快，因而压碎区的半径较小，通常只有2~3倍的装药半径，破坏范围虽然不大，但破碎程度大，能量消耗多。因此爆破破岩时应尽量减小压碎区的形成范围。
2.爆炸应力波反射拉伸作用
岩体中爆炸应力波在自由面反射后形成反射拉伸波引起岩石破碎，岩石的破坏形式是拉应力大于岩石的抗拉强度而产生的，岩石是被拉断的。
岩石爆破破碎正是爆生气体和爆炸应力波综合作用的结果。因为冲击波对岩石的破碎作用时间短，而爆生气体的作用时间长，爆生气体的膨胀促进了裂隙的发展；同样，反射拉伸波也加强了径向裂隙的扩展。岩体内最初裂隙的形成是由冲
3.2破裂区
随着冲击波能量的急剧消耗，压碎区外，冲击波衰变为压
收稿日期：2010-1-12
作者简介：田玉新，女，山东泰安人，现就读于中国矿业大学资源与地球科学学院，主修地质工程专业。
刘星，男，现就读于中国矿业大学资源与地球科学学院，主修地质工程专业。
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