爆破工程地質(zhì)

武漢理工大學《爆破工程》精品課程4/29/20231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巖石中應力沖擊波4.3巖石分級4.4地質(zhì)條件對爆破影響4.5爆破對工程地質(zhì)條件影響4.6爆破工程地質(zhì)堪察

（略）：4/29/20232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)4/29/20233第四章爆破工程地質(zhì)巖石主要力學性質(zhì)巖石風化程度A力學性質(zhì)BD巖石的變形特征C巖石的強度特性彈性模量E泊松比①單軸抗壓強度

②單軸抗拉強度③抗剪強度①彈性

②塑性③脆性

（Elasticmodulus）（Poisson’sratio）4/29/20234第四章爆破工程地質(zhì)第二節(jié)巖石中應力波應力波巖石在急劇變化的載荷作用下，既產(chǎn)生運動，又產(chǎn)生變形。其質(zhì)點便失去原來的平衡而發(fā)生變形和位移，而形成擾動。一個質(zhì)點的擾動必將引起相鄰質(zhì)點的擾動。這種擾動的傳播叫做波；同時，變形將引起質(zhì)點之間的應力和應變，這種應力、應變的變化的傳播叫做應力波或應變波。

由沖擊端面產(chǎn)生的變形

4/29/20235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)點振動方向波同擾動傳播方向垂直同波的傳播方向一致介質(zhì)質(zhì)點沿橢圓形軌跡運動介質(zhì)體表面質(zhì)點在垂直于波的傳播方向成水平橫向振動4/29/20236第四章爆破工程地質(zhì)應力波引起的介質(zhì)變形應力波引起的介質(zhì)變形（a）縱波；（b）橫波；（c）勒夫波；（d）瑞利波；（e）瑞利波質(zhì)點運動方向4/29/20237第四章爆破工程地質(zhì)應力波疊加波的疊加性當兩個擾動同時傳到某一點時，那么這點的總狀態(tài)參量等于兩個擾動分別抵達這點的代數(shù)和，這便叫波的疊加性。

波的疊加性

順、逆兩波遇疊加,便成為一個合成狀態(tài)波。4/29/20238第四章爆破工程地質(zhì)應力波反射和透射（1）(A)應力波從交界面垂直入射時

，

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

時

時

時

疊加的結果使交界面處的應力值為入射應力波的兩倍，此交界面即為固定端。縱波垂直入射4/29/20239第四章爆破工程地質(zhì)應力波反射和透射（2）(B)應力波向交界面傾斜入射，

縱波傾斜入射4/29/202310第四章爆破工程地質(zhì)表面波和地震波

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

BC瑞利波

勒夫波

地震波

瑞利波是沿自由面?zhèn)鞑サ谋砻娌?。波通過時，自由面上質(zhì)點在垂直的射線平面內(nèi)作反向橢圓運動，長軸垂直自由面，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)點在垂直傳播方向的水平橫向方向上作剪切形式的振動，沒有垂直運動分量。A與天然地震比較，爆炸地震的特點是：震源能量小，影響范圍不大，持續(xù)時間短，頻率高，其強度、傳播方向和持續(xù)時間能預計并加以控制。

地震波的破壞作用主要絕對于質(zhì)點振速。4/29/202311第四章爆破工程地質(zhì)爆炸沖擊動荷載對巖石的加載作用

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

4/29/202312第四章爆破工程地質(zhì)第三節(jié)巖石分級土壤及巖石分類巖石可鉆性分級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，而且可以作為計算承包單價、編制投標書的依據(jù)。巖石可爆性分級巖石可鉆性是表示鉆鑿炮孔難易程度的一種巖石堅固性指標。

（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。它是動載作用下巖石物理力學性質(zhì)的綜合體現(xiàn)。4/29/202313第四章爆破工程地質(zhì)第四節(jié)地質(zhì)條件對爆破的影響在進行具體的爆破設計時，下述設計計算參數(shù)的選取與巖性有密切的關系：DCBA爆破安全計算中的不逸出半徑、地表破壞圈范圍，以及爆破振動計算中的有關系數(shù)。各種巖石的爆后松散系數(shù)，拋擲堆積計算的拋距系數(shù)和塌散系數(shù)。單位炸藥消耗量的確定炸藥品種選擇E進行爆破漏斗及方量計算時采用的壓縮圈系數(shù)、上破裂線系數(shù)、預留保護層厚度系數(shù)、藥包間排距系數(shù)。4/29/202314第四章爆破工程地質(zhì)對爆破的影響的有關地質(zhì)ABC結構面

特殊地質(zhì)條件地形

4/29/202315第四章爆破