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第三章爆破工程一、本章主要内容1.爆破的基本原理2.炸药及炸药量计算3.爆破基本方法4.钻孔与起爆5.特种爆破技术6.爆破安全控制二、学习的目的与教学要求应用于水工建筑物基础、导流隧洞与地下厂房等的开挖、料场开采、定向爆破筑坝和建筑物拆除等。
1.掌握爆破工程的基本方法、钻爆开挖方法；2.理解爆破的基本概念和爆破材料的主要性能，了解定向爆破、预裂爆破、光面爆破的概念及技术要求。
3.掌握爆破工程的施工特点和程序及施工的主要内容；4.对爆破安全与防护计算能灵活应用，对安全防护引起足够重视。
要严格执行各项安全计算的标准。
三、学习重点1.爆破作用指数概念及根据爆破作用指数对爆破进行分类。
2.浅孔、深孔爆破的炮孔布置和装药量计算；3.光面爆破、预裂爆破的应用和区别；主要参数的选用、确定和装药量的计算。
第一节爆破的基本概念一、爆破作用的概念（一）爆炸炸药爆炸属于化学反应。
从广义的角度来说，能量在瞬间释放的现象都可称为爆炸。
（二）爆破爆破是利用炸药的爆炸能量对炸药周围的介质，使其发生变形并进行破坏。
二、无限均匀介质中的爆破1．压缩圈（粉碎圈）这是与球形药包直接接触的介质。
2．抛掷圈紧贴着压缩圈外面的介质。
3．破坏圈（松动圈）位于抛掷圈外。
三、有限均匀介质中的爆破（一）自由面半无限介质的爆破是指药包埋设深度不大，爆破作用受到临空面的影响的爆破。
在水利工程建设中的爆破多属于这种爆破。
在半无限介质的爆破中，临空面起到反射拉应力作用和聚能作用。
（二）爆破漏斗的概念爆破漏斗：当爆破在有临空面的半无限介质表面附近进行时，若药包的爆破作用具有使部分破碎介质具有抛向临空面的能量时，往往形成一个倒立圆锥形的爆破坑，形如漏斗，称为爆破漏斗。
爆破漏斗的形状多种多样，随着岩土性质、炸药的品种、性能及药包大小及药包埋置深度不同而变化。
（三）爆破漏斗的几何参数1．药包中心O：2．最小抵抗线W：药包中心到临空面（自由面）的最短距离，即最小抵抗线长度Ｗ。
第三章裂隙岩体的爆破理论第一节岩体破坏的主要因素一. 岩石、岩体、结构面和结构体岩石:由一种或几种矿物在地质作用下，按一定规律聚集成的自然体。
岩体：经受地质作用的地质体。
结构面：通常把岩体内开裂和易于开裂的地质面统称为结构面。
结构体：含有结构面的岩体。
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧风化裂隙卸载裂隙次生结构面劈理节理断层褶皱构造结构面变质结构面火成结构面沉积结构面原生结构面岩体结构面二. 岩体破碎的主要因素：炸药爆炸产生的应力波在传播过程中与岩体结构面相遇，使原有裂隙扩大或产生新的裂隙，形成裂隙网，岩石发生破碎，即应力波与结构面的相互作用是岩体破碎的主要因素。
1. 试验研究:美国马里兰大学等采用高速摄影和动光弹相结合的方法，进行了一系列室内和现场试验。
1）微小裂隙模型的破裂:室内用Homalite-100型塑胶（具有较大的脆性，易于模拟脆性岩石），采用双条纹材料制作，利用动光弹可清晰地显示应力波与裂隙在破碎过程中的相互作用。
在板的不同位置和方向上都作了人造裂隙，实验结果有四点发现。
A 在无裂隙模型上，炸药爆炸后，由于径向压应力的作用，孔壁上发生压碎现象。
当P波自孔壁向外传播，在切向拉应力的作用下，产生径向裂隙；B 应力波从自由面反射，并与向外扩展的径向裂隙相互作用，引起裂隙的分岔，直到裂隙扩展终止；C 裂隙的产生和扩展完全是各种应力波相互作用的结果。
D 向外传播的径向裂隙，在反射波的作用下产生“栅栏分枝”，形成密集的环状裂隙网，使岩石得以全面破碎。
与无裂隙模型相比，微小裂隙模型的块度要小得多。
2）岩石板模型的破裂：用300×300×50mm的花岗岩板A 若P波自炮孔到达自由面所需时间为t，只有当2t时在自由面处见到新裂隙出现。
说明P波在裂隙岩体中的传播速度大大减慢；B 原有裂隙可以形成新的裂隙源，新的裂隙在原有裂隙的基础上产生和发展；C 岩块从主岩体上分离以后仍然继续破碎，这与塑胶板模型上分离的碎片上观察到的由截留应力波造成的裂隙继续传播的情况类似。
岩土中爆炸的基本理论第一节 岩石的动态特性和可爆性一、岩石的物理性质 (一)岩石的孔隙度岩石的孔隙度η是指岩石中各孔隙的总体积V 0。
对岩石总体积V 之比，用百分率 表示。
100%V Vη=⨯ 孔隙的存在削弱了岩石颗粒之间的连接力而使岩石强度降低，孔隙度越大，岩石强度的降低就越严重。
(二)岩石的密度和重力密度岩石的密度ρ是指构成岩石的物理质量M 对该物质所具有的体积0V V -之比，即M V V ρ=-岩石的重力密度γ是指岩石的重力G 对包括孔隙在内的岩石体积V 之比，即G Vγ=岩石的密度和重力密度性质不同，一般情况下，岩石的密度和重力密度越大，岩石就 越难以破碎，在抛掷爆破时需消耗较多的能量去克服重力的影响。
(三)岩石的波阻抗岩石的波阻抗是指岩石密度ρ与纵波在该岩石中传播速度p c 的乘积。
其物理意义是 使岩石介质产生单位质点运动速度所需要的应力波的应力值，它反应了应力波使岩石质点 运动时，岩石阻止波能传播的作用。
岩石的波阻抗值对爆破能量在岩石中的传播效率有直 接影响，通常认为炸药的波阻抗与岩石的波阻抗相匹配(相等或相接近)时，爆破传给岩石的能量最多，在岩石中引起的应变值就大，可获得较好的爆破效果。
(四)岩石的碎胀性岩石破碎后因碎片间孔隙增多而总体积增大，这一性质称为岩石的碎胀性。
碎胀性可 用碎胀系数η表示，其值为岩石破碎膨胀后的体积1V 与原岩破碎前体积V 之比，即1V Vη=二、岩石爆破荷载特性炸药爆炸施加于岩石的是冲击荷载，压力峰值高、作用时间短，即加载速度高，属动 力学范畴，研究岩石的爆破破碎就必须研究岩石的动态特性。
(一)岩石爆破的荷载性质静载时，岩石内应力场与时间无关，岩石呈静态。
爆炸荷载作用时，岩石内引起应力，应变以波的形式在岩石中传播，即岩石内应力场随时间变化，岩石呈动态。
区别动、静荷载，一般用应变率或加载速度作为指标。
应变率为应变随时间的变化率，它表征在时间增量dt 内，外荷载所引起的岩石应变增量d ε与dt 的比值，即d dtεε=式中t ——岩石受载时间；ε——岩石应变，l l ε∆=，l ∆为岩石受载后的变形量。
