爆破工程第四章

武漢理工大學(xué)《爆破工程》精品課程1/31/20231第四章爆破工程地質(zhì)主要內(nèi)容第四章爆破工程地質(zhì)4.1巖石基本性質(zhì)4.2巖石中應(yīng)力沖擊波4.3巖石分級(jí)4.4地質(zhì)條件對(duì)爆破影響4.5爆破對(duì)工程地質(zhì)條件影響4.6爆破工程地質(zhì)堪察

（略）：1/31/20232第四章爆破工程地質(zhì)第一節(jié)巖石基本性質(zhì)巖石波阻抗孔隙率容重巖石風(fēng)化程度密度（density）（Bulk

density）（porousness）（waveimpedance）巖石波阻抗為巖石中縱波波速（C）與巖石密度的乘積。物理性質(zhì)1/31/20233第四章爆破工程地質(zhì)巖石主要力學(xué)性質(zhì)巖石風(fēng)化程度A力學(xué)性質(zhì)BD巖石的變形特征C巖石的強(qiáng)度特性彈性模量E泊松比①單軸抗壓強(qiáng)度

②單軸抗拉強(qiáng)度③抗剪強(qiáng)度①?gòu)椥?/p>

②塑性③脆性

（Elasticmodulus）（Poisson’sratio）1/31/20234第四章爆破工程地質(zhì)第二節(jié)巖石中應(yīng)力波應(yīng)力波巖石在急劇變化的載荷作用下，既產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，又產(chǎn)生變形。其質(zhì)點(diǎn)便失去原來(lái)的平衡而發(fā)生變形和位移，而形成擾動(dòng)。一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的擾動(dòng)必將引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的擾動(dòng)。這種擾動(dòng)的傳播叫做波；同時(shí)，變形將引起質(zhì)點(diǎn)之間的應(yīng)力和應(yīng)變，這種應(yīng)力、應(yīng)變的變化的傳播叫做應(yīng)力波或應(yīng)變波。

由沖擊端面產(chǎn)生的變形

1/31/20235第四章爆破工程地質(zhì)勒夫波瑞利波縱波橫波波的種類根據(jù)波的傳播位置

體積波表面波在介質(zhì)內(nèi)部傳播的波只沿介質(zhì)體的邊界面?zhèn)鞑サ牟ǜ鶕?jù)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向波同擾動(dòng)傳播方向垂直同波的傳播方向一致介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)沿橢圓形軌跡運(yùn)動(dòng)介質(zhì)體表面質(zhì)點(diǎn)在垂直于波的傳播方向成水平橫向振動(dòng)1/31/20236第四章爆破工程地質(zhì)應(yīng)力波引起的介質(zhì)變形應(yīng)力波引起的介質(zhì)變形（a）縱波；（b）橫波；（c）勒夫波；（d）瑞利波；（e）瑞利波質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向1/31/20237第四章爆破工程地質(zhì)應(yīng)力波疊加波的疊加性當(dāng)兩個(gè)擾動(dòng)同時(shí)傳到某一點(diǎn)時(shí)，那么這點(diǎn)的總狀態(tài)參量等于兩個(gè)擾動(dòng)分別抵達(dá)這點(diǎn)的代數(shù)和，這便叫波的疊加性。

波的疊加性

順、逆兩波遇疊加,便成為一個(gè)合成狀態(tài)波。1/31/20238第四章爆破工程地質(zhì)應(yīng)力波反射和透射（1）(A)應(yīng)力波從交界面垂直入射時(shí)

，

不產(chǎn)生波的反射。①②有反射波，也有透射波③④入射壓縮波全部反射成拉伸波，而沒有透射波產(chǎn)生⑤既有透射壓縮波，又有反射拉伸波。時(shí)

時(shí)

時(shí)

時(shí)

疊加的結(jié)果使交界面處的應(yīng)力值為入射應(yīng)力波的兩倍，此交界面即為固定端?？v波垂直入射1/31/20239第四章爆破工程地質(zhì)應(yīng)力波反射和透射（2）(B)應(yīng)力波向交界面傾斜入射，

縱波傾斜入射1/31/202310第四章爆破工程地質(zhì)表面波和地震波

地震波是質(zhì)點(diǎn)作周期性振動(dòng)的彈性波，是質(zhì)點(diǎn)作諧振動(dòng)而形成的正弦波。

BC瑞利波

勒夫波

地震波

瑞利波是沿自由面?zhèn)鞑サ谋砻娌ā２ㄍㄟ^(guò)時(shí)，自由面上質(zhì)點(diǎn)在垂直的射線平面內(nèi)作反向橢圓運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)軸垂直自由面，短軸平行自由面。

勒夫波是在層狀巖石中沿層面?zhèn)鞑サ谋砻娌?。其中質(zhì)點(diǎn)在垂直傳播方向的水平橫向方向上作剪切形式的振動(dòng)，沒有垂直運(yùn)動(dòng)分量。A與天然地震比較，爆炸地震的特點(diǎn)是：震源能量小，影響范圍不大，持續(xù)時(shí)間短，頻率高，其強(qiáng)度、傳播方向和持續(xù)時(shí)間能預(yù)計(jì)并加以控制。

地震波的破壞作用主要絕對(duì)于質(zhì)點(diǎn)振速。1/31/202311第四章爆破工程地質(zhì)爆炸沖擊動(dòng)荷載對(duì)巖石的加載作用

爆炸沖擊動(dòng)荷載對(duì)巖石的加載作用與靜載相比，有如下幾個(gè)特點(diǎn)：1沖擊荷載作用下形成的應(yīng)力場(chǎng)（應(yīng)力分布及大?。┡c巖石性質(zhì)有關(guān)；靜載則與巖性無(wú)關(guān)。3爆炸荷載在傳播過(guò)程中，具有明顯的波動(dòng)特性，其質(zhì)點(diǎn)除失去原來(lái)的平衡位置而發(fā)生變形和位移外，尚在原位不斷波動(dòng)。2沖擊加載是瞬時(shí)性的，一般為毫秒級(jí)；靜載則通常超過(guò)10s。

1/31/202312第四章爆破工程地質(zhì)第三節(jié)巖石分級(jí)土壤及巖石分類巖石可鉆性分級(jí)不僅可以確定工程所在巖石的開挖方法、判斷巖石爆破的難易程度，而且可以作為計(jì)算承包單價(jià)、編制投標(biāo)書的依據(jù)。巖石可爆性分級(jí)巖石可鉆性是表示鉆鑿炮孔難易程度的一種巖石堅(jiān)固性指標(biāo)。

（Drillability）（Blastability）

巖石可爆性（或稱爆破性）表示巖石在炸藥爆炸作用下發(fā)生破碎的難易程度。它是動(dòng)載作用下巖石物理力學(xué)性質(zhì)的綜合體現(xiàn)。1/31/202313第四章爆破工程地質(zhì)第四節(jié)地質(zhì)條件對(duì)爆破的影響在進(jìn)行具體的爆破設(shè)計(jì)時(shí)，下述設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)的選取與巖性有密切的關(guān)系：DCBA爆破安全計(jì)算中的不逸出半徑、地表破壞圈范圍，以及爆破振動(dòng)計(jì)算中的有關(guān)系數(shù)。各種巖石的爆后松散系數(shù)，拋擲堆積計(jì)算的拋距系數(shù)和塌散系數(shù)。單位炸藥消耗量的確定炸藥品種選擇E進(jìn)行爆破漏斗及方量計(jì)算時(shí)采用的壓縮圈系數(shù)、上破裂線系數(shù)、預(yù)留保護(hù)層厚度系數(shù)、藥包間排距系數(shù)。1/31/202314第四章爆破工程地質(zhì)對(duì)爆破的影響的有關(guān)地質(zhì)ABC結(jié)構(gòu)面

特殊地質(zhì)條件地形

1/31/202315第四章爆破