地质条件对爆破作用的影响
第四章 爆破工程地质,第一节 岩石性质及分级 一、岩石的基本性质 （一）岩石的结构构造 1. 岩石结构 2. 岩体构造 （二）岩石的主要物理性质 （1）孔隙度 （2）容重 （3）密度 （4）岩体的风化程度 （5）岩石的波阻抗 （6）岩石碎胀性,（三）岩石的主要力学特性,1. 岩石的变形特性 2. 岩石的强度特性 （1）不同的岩石强度差别很大 （2）同一种岩石在不同受力状态下强度不同 ： 抗压强度抗剪强度抗拉强度 三轴抗压强度双轴抗压强度单轴抗压强度 动载强度大于静载强度 3. 岩石的爆破破坏特性 改善爆破效果的途径：,（四）岩石爆破的波动特征,爆炸强冲击荷载爆炸应力波 破碎岩石爆破地震 应力波种类 ：,二、岩石分级,普氏分级法 根据f值的不同将岩石划分为10级,第二节 地质条件对爆破作用的影响,一、岩石性质对爆破作用的影响 二、岩体结构对爆破作用的影响 （一）结构面对爆破作用的影响 1. 裂纹尖端的应力集中作用 2 .自由面的应力波反射拉伸作用 3. 能量隔离或吸收作用 4. 能量泄漏作用 5. 高压气楔作用,（二）岩体结构对爆破效果的影响,1. 结构面对爆破块度的影响,2. 断层对爆破效果的影响,3. 层理对爆破效果的影响,4. 节理对爆破效果的影响,5. 溶洞对爆破效果的影响,（三）地形对爆破效果的影响 临空面的作用： （四）地下水对爆破的影响 第三节 爆破引起的工程地质问题 一、爆破对保留岩体的破坏 二、爆破对边坡稳定性影响,第五章 爆破作用基本原理,第一节 爆破破碎原理 一、爆破作用的基本原理 （一）爆破破坏作用的主要观点 1. 爆轰气体破坏作用的观点,2. 应力波破坏作用观点 3. 应力波和爆轰气体共同作用的破坏观点,（二）爆破压力的作用过程,1. 应力波的动态作用过程 2. 爆轰气体的 似静压作用过程,（三）爆破时岩体内的应力状态,1. 集中药包爆破时岩体内的应力状态 （1）岩体中冲击波的传播规律,（2）应力波在岩体中引起的应力状态 图：波到达A点的应力分析,最大主应力达到极大 由主应力引起的裂隙 值时的主应力方向,（3）爆轰气体压力作用下岩体的应力状态,2延长药包爆破时岩体中的应力状态,存在低应力区和高应力区 与集中药包相比，应力波衰减较慢,二、爆破破坏作用分析 （一）应力波的动态破坏作用 1. 压应力波作用产生径向和环向裂隙 2. 稀疏波作用产生环向裂隙,3. 应力波反射拉伸破坏作用,（）霍金逊效应引起的破坏,（2）由反射拉伸波使径向裂隙延伸,（二）爆轰气体的似静压破坏作用,1. 爆轰气体的似静压作用产生径向裂隙 2. 爆轰气体的压力释放产生环向裂隙 3. 爆轰气体的“气楔”作用使裂隙延伸 4. 爆轰气体剪力破坏作用形成爆破漏斗 （三）应力波和爆轰气体的共同破坏作用,第二节 单个药包及成组药包的爆破作用,一、单个药包爆破的内部作用 分为以下三个区域 （一）压缩区 （二）破裂区 （三）振动区,二、单个药包爆破的外部作用,药包埋深的影响。 爆破漏斗： （一）集中药包爆破漏斗参数 （1）最小抵抗线W： （2）爆破漏斗半径r： （3）爆破作用半径R： （4）爆破作用指数n：n=r/W。 （5）爆破漏斗可见深度h。,（二）爆破作用类型,（1）松动爆破 n=0.30.75； （2）减弱抛掷爆破 0.751,三、成组药包的爆破作用原理,（一）单排药包齐发爆破原理 1. 应力加强区的形成 （1）应力波叠加作用 形成应力加强区,（2）爆轰气体似静压作用形成应力加强区,2. 应力降低区的形成,（二）多排药包齐发爆破原理,四、装药量计算的基本原理,（一）装药量计算的基本原理和体积公式 体积公式 ： （二）单自由面集中药包的药量计算公式 1标准抛掷爆破的装药量计算公式 2抛掷爆破的装药量计算公式,3松动爆破装药量计算公式,（三）炸药单耗的确定方法,1查表法； 2类比法； 3爆破漏斗试验法 ： 标准抛掷爆破漏斗试验：q标=Q/W3。 4试爆法。,第三节 定向断裂控制爆破原理,一、定向断裂控制爆破的基本原理及措施 （一）减弱爆破原理 措施有： 1减少装药量： 2不耦合装药： 不耦合系数：K=d/d药。 径向不耦合装药： 轴向不耦合装药： 3采用低爆速、低密度炸药：,（二）应力叠加原理,1同时起爆 （1）实现应力波叠加作用 （2）爆生气体压力叠加作用,2减小孔间距,2应力集中措施,（1）采用导向空孔： （2）其它应力集中措施 聚能药包： 切缝药包： 孔壁预切槽： （四）侧向卸载原理,二、光面爆破和预裂爆破原理 （一）光面爆破与预裂爆破的特点,1爆破开挖面符合设计要求 2对保留岩体的爆破损伤小 3开挖的岩壁上很少危、悬岩石,（二）光面爆破和预裂爆破原理,光面爆破 ： 光面层 ： 光面孔： 光面层厚度 ： 炮孔密集系数： 预裂爆破：,第四节 微差爆破原理,（一）应力叠加作用 （二）改善自由面条件 （三）补充破碎作用 （四）降低爆破地震作用,第五节 挤压爆破及宽孔距瀑破原理 一、挤压爆破原理,挤压爆破： 1延长爆轰气体膨胀作用时间 2产生挤压破碎作用 3形成瞬间自由面 4改变应力波能量分配,二、宽孔距爆破原理,（1）消除应力降低区 （2）抑制排间裂隙的形成 （3）增加自由面的作用 （4）增强应力波反射作用,第六章 台阶爆破及药壶爆破,第一节 深孔台阶爆破 技术要求 ： 一、台阶要素和炮孔布置 （一）台阶要素,（二）炮孔布置 1. 平面布孔方式,2. 路堑爆破的布孔方式,（1）半壁路堑布孔方式 （2）全路堑布孔方式,二、爆破参数设计,（一）爆破参数设计 1. 孔径D ： 2. 孔深L： 3. 超深h ： （二）孔网参数 1. 底盘抵抗线 W：,底盘抵抗线 的计算：,（1）按炮孔直径计算 ： （2）根据药量平衡原理计算 ： 单个炮孔实际装药量 ： 该孔爆破的岩石体积所需药量 ： 底盘抵抗线W1 ： （3）根据钻孔作业的安全条件计算 ：,2. 炮孔密集系数m： 3. 孔距a： 4. 排距b: 或,（三）装药量 1. 单位炸药消耗量k,选取方法： 2. 单孔药量 q 第一排孔 ： 后排每孔 ：,三、施工设计 （一）装药结构,1. 堵塞长度 ： 或： 堵塞质量： 2. 装药形式 （1）连续装药 （2）间隔装药,四、深孔台阶微差爆破,（一）深孔台阶微差爆破间隔时间的确定 1. 经验公式 2.经验取值： 一般25ms（逐段起爆）， 或50ms（隔段起爆）。,（二）微差爆破的起爆顺序 1. 孔间微差起爆顺序,2. 排间微差起爆顺序 3. 波浪式微差起爆顺序,4. V形微差起爆顺序 5. 梯形微差起爆顺序,6. 对角线微差起爆 7.其它微差起爆,五、深孔台阶挤压爆破,（1）炸药单耗： （2）留碴厚度,六、深孔台阶光面爆破,（一）台阶光面爆破参数 1. 孔径D ： 2. 光面层厚度W光 ：W光 =KD 3. 光面孔孔距a光 ： 4. 装药量计算 线装药量 ：,（二）台阶光面爆破装药结构 采用不耦合装药,七、深孔台阶预裂爆破,（一）台阶预裂爆破参数计算方法 1. 理论计算法 满足方程： （1）保证孔壁岩体不被压碎的装药密度 式中：Q为爆热。,（2）保证形成预裂缝的炮孔间距： 根据孔径确定求孔距： 2. 经验公式计算法 通式： （1）长办长江计算式： （2）葛洲坝工程局计算式： （3）武汉水利电力学院计算式： 3. 经验类比法,（二）爆破规模,考虑因素： （1）满足环境安全的要求； （2）爆破效果 （3）工程进度 一次爆破的排数：一般以36排为宜 一次爆破的宽度：,第二节 浅孔台阶爆破和药壶爆破,一、浅孔台阶爆破 方法同深孔台阶爆破，参数取值不同。 二、药壶爆破 （一）扩壶工艺 （二）爆破参数,
