岩石的爆破破碎机理2008

爆破原理及爆破方法第一节爆破作用原理一、岩体爆破破坏机理爆破是当前破碎岩石的主要手段。

关于岩石等脆性介质爆破破坏机理，有许多假设，按其基本观点，归纳起来有爆轰气体膨胀压力作用破坏论、应力波及反射拉伸破坏论、冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用破坏论三种。

1．爆轰气体膨胀压力作用破坏论该理论认为炸药爆炸所引起脆性介质(岩石)的破坏，使其产生大量高温高压气体，它所产生的推力，作用在药包四周的岩壁上，引起岩石质点的径向位移，由于作用力的不等引起的径向位移，导致在岩石中形成剪切应力，当这种剪切应力超过岩石的极限抗剪强度时就会引起岩石破裂，当爆轰气体的膨胀推力足够大时，会引起自由面四周的岩石隆起，鼓开并沿径向推出。

这种观点完全否认冲击波的动作用，这是不符合实际的。

2．应力波反射拉伸破坏论该理论认为药包爆炸时，强大的冲击波冲击和压缩四周岩石，在岩石中激发成激烈的压缩应力波，当传到自由面反射变成拉伸应力波，其强度超过岩石的极限抗拉强度时，从自由面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏作用。

这种理论只从爆轰的动力学观点出发，而忽视了爆生气体膨胀做功的静作用，因而也具有片面性。

3．冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用破坏论该理论认为爆破时，岩石的破坏是冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用的结果。

但在解释岩石破碎的原因是谁起主导作用时仍存在不同的观点，一种认为冲击波在破碎岩石时不起主要作用，它只是在形成初始径向裂隙时起了先锋作用，但在大量破碎岩石时则主要依靠爆轰气体膨胀压力的推力作用和尖劈作用。

另一种观点则认为爆破时岩石破碎谁起主要作用要取决于岩石的性质，即取决于岩石的波阻抗。

关于高波阻抗的岩石，即致密坚韧的整体性岩石，它对爆炸应力波的传播性能好，波速大。

关于低波阻松软而具有塑性的岩石，爆炸应力波传播的性能较差，波速较低，爆破时岩石的破坏主要依靠爆轰气体的膨胀压力；关于中等波阻抗的中等坚硬岩石，应力波和爆轰气体膨胀压力同样起重要作用。

岩石爆破破坏机理及爆破地震波的特性研究作者：王文等来源：《科学与财富》2015年第27期摘要：随着爆破技术的广泛应用，其所产生的震动、空气冲击波、噪音、飞石等负面影响日益引起了人们的关注，其中爆破震动被认为是各种公害之首。

爆破所产生的地震波对各种结构均有不同程度的影响，尤其是地下结构，可能出现巷道围岩失稳、支护结构失效破坏、诱发冲击矿压等严重后果。

因此，研究爆破地震波对巷道围岩的影响，探讨掘进爆破巷道围岩的动力响应尤为重要，是爆破震动研究领域中的重点内容。

关键词：爆破地震波，巷道围岩，爆破振动一、岩石爆破破坏机理当岩体采用爆破开挖的方法，炸药在炮孔中起爆后，岩石发生的变形破坏大致有以下几个过程：（1）强大的冲击波压应力使炮孔周围岩石受压破碎，在瞬时形成压缩破碎和初始裂隙；（2）环向拉应力及应力波反射拉应力使岩石中的裂隙扩展，引起岩石进一步破裂，包括初始裂隙的形成和二次裂隙的扩展；（3）爆生气体膨胀作用使岩石中的裂隙贯穿形成碎块，碎胀体积增加，岩石运动，形成爆破漏斗。

根据岩石的破坏情况，除了在装药处形成的空腔，大致可将其分为三个区域：压缩粉碎区、破裂区和震动区。

如图1.1所示，图中：1—震动区；2—破裂区；3—粉碎区；4—空腔。

图1.1 爆破作用下岩石的破坏特征二、爆破地震波概述2.1 爆破地震波的形成药包在岩石中爆炸后，最初施加在岩石上的是冲击荷载，产生冲击波，作用于爆炸中心近区岩体。

随着冲击波传播距离的增大，其波阵面会因破坏作用而倾斜，波的正压作用时间会随着波传播距离的增加而增加。

随着传播距离的增大，应力波衰减的速度较慢，作用范围较大，一般为装药半径的120-150倍。

当传播距离超过药包半径的400～500倍时，应力波的幅值大大减小，但其所产生的移动能长时间作用在岩体上即正压作用时间加长，使岩体的裂隙加宽，产生明显的相对移动，此时压缩应力波衰变为具有周期性振动的地震波。

2.2 爆破地震波的分类爆破地震波是由应力波从远区传播到界面，并且在界面上产生反射和折射叠加而形成的。

岩石破碎机理的微差爆破最佳延时控制楼晓明;周文海;简文彬;郑俊杰【摘要】In order to study the optimal delay time of inter blasthole of millisecond blasting, which is calculated through stress wave and explosive gas energy, an detonation gas motion equation and a dynamic equation are proposed, which is consisted of detonation gas destruction scope, time, and the mathematical model of velocity. Specifically, many theories, suchas rock broken theory, wave theory, theory of fracture mechanics, thermodynamics theory and theory of fracture mechanics are utilized during formula derivation. Moreover, after correcting the semi⁃empirical formula from previous study, a theoretical model of millisecond blasting’ s delay time is established. As a result, the calculated optimal delay time is 25 ms after inserting the rock mechanical properties. By contrast, the experiment of delayed⁃detonation combination in different period, reveals that the optimal delay time is 24 ms, which is consistent with the theoretical result.%为探究微差爆破最佳的孔间起爆延期时间，从岩石破碎机理出发，将应力波和爆生气体能量综合作用方式作为研究载体，结合波动学理论、热力学理论以及断裂力学理论，推导出应力波和爆生气体作用下的运动和动力学方程、破坏范围、作用时间和传播速度的数学公式。

南华大学-岩石的爆破破碎机理第七章岩石的爆破破碎机理概论爆破是目前采矿工程中和其他基础工程中应用最广泛最频繁的一种破碎岩石的有效手段。

为了更有效的利用炸药爆炸释放的能量达到一定的工程目的，研究炸药包爆炸作用下岩石的破碎机理是一项重要的科研课题。

炸药爆轰过程属于超动态动力学问题，从药包起爆到岩石破碎，只有几十微秒。

岩石的爆破机理研究是在生产实践的基础上，借助于高速摄影，模拟试验，数值分析对爆破过程中在岩石内发生的应力、应变、破裂、飞散等现象的观测基础上总结而成的。

（讲课时间5分钟）第一节岩石爆破破坏的几种假说一、爆炸气体产物膨胀压力破坏理论（讲课时间10分钟）岩石主要由于装药空间内爆炸气体产物的压力作用而破坏。

炸药爆炸—气体产物（高温，高压）—在岩中产生应力场—引起应力场内质点的径向位移—径向压应力—切向拉应力—岩石产生径向裂纹；如果存在自由面，岩石位移的阻力在自由面方向上最小，岩石质点速度在自由面方向上最大，位移阻力各方向上的不等形成剪切应力导致岩石剪切破坏；爆炸气体剩余压力对岩块产生进一步的抛掷。

这种理论认为：1、炸药的能量中动能仅为5%~15%，大部分能量在爆炸气体产物中；2、岩石发生破裂和破碎所需时间小于爆炸气体施载于岩石的时间。

二、冲击波引起应力波反射破坏理论（讲课时间5分钟）岩石的破坏主要是由自由面上应力波反射转变成的拉应力波造成的。

爆炸冲击波在自由面反射为拉伸波，岩石的抗拉强度低，岩石易受拉破坏。

这种理论主要依据：1、岩体的破碎是由自由面开始而逐渐向爆心发展的；2、冲击波的压力比气体膨胀压力大得多。

图7-1 反射拉伸破坏三、爆炸气体膨胀压力和冲击波所引起的应力波共同作用理论（难点）（讲课时间10分钟）爆破时岩石的破坏是爆炸气体和冲击波共同作用的结果，它们各自在岩石破坏过程的不同阶段起重要作用。

爆轰波衰减成应力波造成岩石“压碎”，压碎区以外造成径向裂隙。

气体产生“气楔作用”使裂隙进一步延伸和张开，直到能量消耗完。

岩石爆破破碎机理的研究引言：岩石爆破破碎机理一直是地质工程和采矿工程领域中的一个重要课题。

通过深入研究岩石爆破的机理，可以提高爆破技术的效率、降低成本、减少人员伤亡，并为相关工程的设计和实施提供科学依据。

本文将探讨岩石爆破破碎机理的研究现状和未来发展方向。

一、岩石力学与爆破原理的相互关系在研究岩石爆破破碎机理之前，我们首先需要了解岩石的力学性质和爆破原理。

岩石是一种多孔介质，具有断裂、蠕变和破碎等特性。

而岩石爆破则是通过在岩石内部施加高压气体或爆炸药物，使其承受超过其强度极限的应力，从而导致断裂和破碎。

岩石的力学性质对爆破机理有着重要的影响。

例如，岩石的强度、断裂模式和岩层的结构均会影响岩石在爆破过程中的应力传递和破碎。

因此，为了更好地理解岩石爆破机理，研究者们在实验室中进行了大量的力学试验和数值模拟。

二、岩石爆破破碎机理的实验研究为了探究岩石爆破破碎机理，许多科学家和工程师进行了大量的实验研究。

通过测量岩石在不同压力和荷载条件下的应力应变曲线，可以得到岩石的破坏特征和力学参数。

同时，研究人员还通过观察岩石的裂缝扩展和破碎形态，揭示了破碎机制和断裂过程。

实验研究还包括模拟岩石爆破的过程。

通过在实验室中设置类似于地下爆破环境的条件，科学家们可以研究岩石受到爆破冲击波时的应力分布和破碎扩展。

三、岩石爆破破碎机理的数值模拟除了实验研究，数值模拟是研究岩石爆破机理的重要手段。

通过建立适当的数学和物理模型，可以模拟和预测岩石在爆破过程中的应力响应、断裂行为和破碎形态。

基于有限元法和颗粒流模型，研究者们可以在计算机上模拟岩石的破裂过程，并通过调整模型参数来推测爆破参数的最佳配置。

这种数值模拟方法在评估岩石破碎效果、优化方案设计和减少爆破振动中具有重要意义。

四、岩石爆破破碎机理的应用岩石爆破在地质工程和采矿工程中有着广泛的应用。

通过正确理解和掌握岩石爆破的机理，可以提高开采率、减少能源消耗并改善环境。

在交通基础设施建设中，岩石爆破还可以用于隧道和地下工程的开挖。

岩石爆破破岩机理论文导读：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。

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。

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。

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。

同样，反射拉伸波也加强了径向裂隙的扩展。

关键词：爆炸，气体膨胀，应力波，爆破，自由面，径向裂隙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。

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。

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。

岩石爆破机理岩石爆破机理是指通过引爆爆炸剂，利用高温高压波来破坏岩石体的一种技术。

岩石爆破主要应用于矿山、铁路、公路等工程领域，在工程建设中具有不可替代的作用。

岩石爆破的机理可以分为三个阶段。

首先是能量释放阶段。

当炸药引爆后，化学反应会产生大量的热能和气体，使炸药的体积瞬间膨胀，形成高压气体。

这些气体以极高的速度向四周扩散，并向岩体传递动能。

其次是能量传递阶段。

高速扩散的气体和爆炸波经过瞬时的相互作用，使高温、高压的爆炸波向周围的岩石体传递能量。

能量在岩石体内迅速传播，导致岩石内部出现严重的应力集中，有些区域的应力值甚至超过了岩石强度的极限。

最后是破裂扩展阶段。

在超过岩石强度极限的作用下，岩石裂缝开始扩展，形成一个新的界面。

裂缝的扩展会引起更多应力集中，导致更多岩石的破碎。

随着裂缝的扩展，岩石的破坏面逐渐增大，最终整个岩体被炸碎成了可便于运输和处理的小块岩石。

需要注意的是，岩石爆破的机理涉及许多参数的影响，如炸药种类和量、爆轰波的能量、岩石强度和裂隙结构等。

合理的设计和选择炸药量以及爆破参数，是保证爆破效果和决定爆破成本的重要因素。

此外，岩石爆破也会对环境产生一定的影响，如爆炸噪声和振动等。

为了避免对环境造成过多的破坏，需要在爆破前进行周围环境的评估和监测，并采取相应的防护措施。

综上所述，岩石爆破机理是应用基本物理原理实现大规模岩石破碎的一种技术。

通过合理的设计和参数选择，可以取得良好的爆破效果，同时也需要注意对环境的保护与治理。

作为一种高效的矿业采石或建筑物拆除方法，岩石爆破在减少劳动力和时间成本上具有重要意义。