5第五章 岩石讲义爆破理论
- 格式:ppt
- 大小:1.09 MB
- 文档页数:38
工程爆破技术讲义大全
资料目录
第一章绪论
∙第九章硐室爆破法和裸露药包爆破法
∙第十章爆破安全技术
内容简介
本文介绍工程爆破技术,内容包括(炸药和爆炸的基本理论;起爆方法与技术;岩石中的爆破作用原理;爆破工程地质;炮眼爆破法;露天深孔爆破法;硐室爆破法和裸露药包爆破法;爆破安全技术。
内容全面,图文并茂。
火雷管起爆法-倒出管内异物
火雷管起爆法-切导火索
火雷管起爆法-装配起爆雷管
装配好的起爆管
电引火元件结构示意图
几种常用的起爆方案。
第5章 岩石爆破基本原理第1节 爆破破碎原理炸药在岩体内爆炸瞬间释放出巨大的能量,使岩体产生不同程度的变形和破坏。
为了达到低能耗、高效率破碎岩体的目的,并能有效地控制爆破产生的各种危害,就必须了解爆炸荷载作用下岩体的变形与破坏规律,分析爆破破碎原理,指导爆破设计与施工。
只有这样,才能合理地确定爆破参数和有效地控制爆破作用。
由于炸药的爆炸反应是高温、高压和高速的瞬态过程,岩体性质和爆破条件复杂多变,加之爆破工作具有较大的危险性,因此给直接观测和研究岩体的爆破破坏过程造成了极大的困难。
迄今为此,人们对岩体爆破作用过程仍然了解得不透彻,尚不能形成一套完整而系统的爆破理论。
尽管如此,随着长期实践经验的积累和现代科学技术的发展,借助先进的爆破测试技术以及模拟爆破试验,对爆破作用原理的研究取得了较大的进展,提出了多种岩体爆破机理的观点,在一定程度上反映了岩体的爆破破坏规律,具有一定的指导意义和实用价值。
一、爆破作用的基本原理1. 爆破破坏作用的基本观点爆破破坏作用的观点很多,大致可归纳为如下三种:(1) 爆轰气体破坏作用的观点。
从静力学的观点出发,认为药包爆炸后,产生大量的高温、高压气体。
这种气体膨胀产生的推力作用在药包周围的岩壁上,引起岩石质点的径向位移。
当药包埋深不大时,在最小抵抗线方向(即地表方向),岩1石移动的阻力最小,运动速度最高。
由于存在不同速度的径向位移,在岩体中形成剪切应力,当这种剪切应力超过岩石的动态抗剪强度时就会引起岩石破裂。
在爆轰气体膨胀推力作用下,自由面附近的岩石隆起、开裂,并沿径向方向推出,如图5—1。
这种观点不考虑冲击波的破碎作用。
(2) 应力波破坏作用观点。
从爆炸动力学的观点出发,认为药包爆炸产生强烈的冲击波,冲击、压缩周围的岩体,造成邻近药包的岩体局部压碎,之后冲击波衰减为压应力波继续向外传播。
当压应力波传播到岩体界面(自由面)时,产生反射拉应力波,若此拉应力波超过岩石的动态抗拉强度时,从界面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏,如图5—2所示。
岩石爆破理论5岩石爆破理论5.1岩石爆破破坏基本理论炸药爆炸引起岩石破坏,这是一个高能转化释放、传递作功的过程。
在这个过程中,岩石受力情况极其复杂,而历时又极为短暂,因此要正确地解释岩石爆破破碎机理,就极为困难,人们已作了多年的努力,仍没有一个确切全面的唯一的解释,而是各执一词。
但将多类解释的基本观点和理论依据归类,可概括为三大假说:5.1.1 爆生气体膨胀作用理论这种理论是从静力学的观点出发,认为:岩石的破碎主要是由爆炸气体产物的膨胀压力引起。
(1) 炸药爆炸时,产生高压膨胀气体,在周围介质中形成压应力场。
炸药爆炸生成大量气体产物,在爆热的作用下,处于高温高压的状态,而急剧膨胀,这些膨胀气体以极高的压力作用于周围介质,而形成压应力场。
(2) 气体膨胀推力使质点产生径向位移,而产生径向压应力,其衍生拉应力,产生径向裂隙。
很高的压应力场,势必使周围岩石质点发生径向移动,这种位移又产生径向压应力,形成径向压应力的传递;质点在受径向压应力时,将产生径向压缩变形,而在切向伴随有拉伸变形生产,这个拉伸应变就是径向压应力所衍生的切向拉应力所产生。
当岩石的抗拉强度低于此切向拉应力时,就将产生径向裂隙;岩石的抗拉强度远远地小于抗压强度(常为其1/10~1/15),所以拉伸破坏极易发生,而形成径向裂隙。
(3) 质点移动所受阻力不等,引起剪切应力,而导致径向剪切破坏。
质点位移受到周围介质的阻碍,阻力不平衡在介质中就会引起剪切应力,若药包附近有自由面时,质点位移的阻力在最小抵抗线方向最小,其质点位移速度最高,偏离最小抵抗线方向阻力增大,质点位移速度降低,这样在阻力不等的不同方向上,不等的质点位移速度,必然产生质点间的相对运动而产生剪切应力。
在剪切应力超过岩石抗剪强度的地方,将发生径向剪切破坏。
(4) 当介质破裂,爆炸气体尚有较高的压力时,则推动破裂块体沿径向朝外运动,形成飞散。
上述破坏发生将消耗大量的爆炸能,如果爆炸气体还有足够大的压力,则将推动破碎岩块作径向外抛运动,若压力不够就可能仅是松动爆破破坏,而没有抛散,甚至只是内部爆破。