爆轟氣體壓力下巖體的應(yīng)力狀態(tài)爆轟氣體引起的σ1常為壓應(yīng)力課件

第四節(jié)巖石爆破基本原理§4.1爆破破碎原理學(xué)習(xí)目的：1、了解爆炸荷載（能量）作用下巖體的變形與破壞規(guī)律，分析爆破破碎的基本原理，指導(dǎo)爆破設(shè)計(jì)與施工。2、便于實(shí)現(xiàn)低能耗、高效率、安全可靠破碎巖體的目的，并有效地控制爆破產(chǎn)生的各種危害。

巖石爆破理論是研究炸藥爆炸與爆破對(duì)象（目標(biāo)）相互作用規(guī)律的理論。第四節(jié)巖石爆破基本原理巖石爆破理論是研巖石爆破破碎機(jī)理研究的主要內(nèi)容：（1）炸藥爆炸釋放的能量是通過何種形式作用在巖石上；（2)巖石在這種能量作用下處于什么樣的應(yīng)力狀態(tài)；（3）巖石在這種應(yīng)力狀態(tài)中怎么發(fā)生破壞、變形和運(yùn)動(dòng)的。（4）影響巖石破壞的因素。（5）炸藥裝藥量和爆破效果關(guān)系。巖石爆破破碎機(jī)理研究存在的主要困難：（1）炸藥爆炸荷載復(fù)雜性

高速、高溫、高壓、高能量密度荷載（2）巖體本身的復(fù)雜性

不均質(zhì)性，各向異性，非連續(xù)，非線性（3）爆破施工工藝多樣性巖石爆破破碎機(jī)理研究的主要內(nèi)容：（1）炸藥爆炸釋放的能量是通

在總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借助于高速攝影，模擬試驗(yàn)和數(shù)值分析對(duì)爆破過程中在巖石內(nèi)發(fā)生的應(yīng)力、應(yīng)變、破裂、飛散等現(xiàn)象的觀測，人們已經(jīng)逐步掌握了巖石爆破破碎的基本規(guī)律，提出了一些爆破破壞理論或假說。炸藥在巖石中爆破的破壞模式主要的五種破壞模式12徑向裂隙作用；3卸載引起的巖石內(nèi)部環(huán)狀裂隙作用；5爆炸氣體擴(kuò)展應(yīng)力波所產(chǎn)生的裂隙。4反射拉伸引起的“片落”和引起徑向裂隙的延伸；炮孔周圍巖石的壓碎作用；在總結(jié)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借助于高速攝影，模擬試驗(yàn)和數(shù)即爆轟氣體膨脹推力作用理論（靜作用理論）氣體膨脹推力巖石徑向位移地表距離不等相鄰巖石質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)速度不等位移阻力不等相鄰巖石產(chǎn)生切向拉應(yīng)力巖石破壞一、爆炸作用的基本原理爆轟氣體破壞作用的觀點(diǎn)徑向壓應(yīng)力徑向裂隙即爆轟氣體膨脹推力作用理論（靜作用理論）氣體膨脹推沖擊波引起應(yīng)力波反射破壞理論

巖石的破壞主要是由自由面上應(yīng)力波反射轉(zhuǎn)變成的拉應(yīng)力波造成的。巖石破壞當(dāng)炸藥在巖石中爆轟時(shí)，猛烈沖擊周圍的巖石，在巖石中引起強(qiáng)烈的爆炸應(yīng)力波，它的強(qiáng)度大大超過了巖石的動(dòng)抗壓強(qiáng)度，引起周圍巖石的粉碎性破壞。當(dāng)爆炸應(yīng)力波通過粉碎圈以后，它的強(qiáng)度己下降到不能直接引起巖石的壓縮破壞，但壓縮應(yīng)力波派生的切向拉應(yīng)力，可在巖石中產(chǎn)生徑向裂紋。當(dāng)壓縮應(yīng)力波達(dá)到自由面時(shí)，反射成為拉伸波，拉伸波仍足以將巖石拉斷，產(chǎn)生層裂（片落）。沖擊波引起應(yīng)力波反射破壞理論巖石的破壞主要是由自由面上主要依據(jù)（1）沖擊波波陣面的壓力比爆炸氣體產(chǎn)物的膨脹壓力大得多；（2）巖石的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低得多，在自由面處確實(shí)常常發(fā)現(xiàn)片裂、剝落現(xiàn)象。（3）根據(jù)應(yīng)力波理論：壓縮應(yīng)力波在自由面處反射成為拉伸應(yīng)力波。主要依據(jù)（1）沖擊波波陣面的壓力比爆炸氣體產(chǎn)物的膨脹壓力大得

爆炸氣體膨脹壓力和應(yīng)力波共同作用

爆破時(shí)巖石的破壞是爆炸氣體和應(yīng)力波共同作用的結(jié)果，它們各自在巖石破壞過程的不同階段起重要作用。

炸藥爆炸后在巖石中產(chǎn)生爆炸沖擊波，使炮孔周圍附近的巖石被“粉碎”；由于消耗大量的能量，沖擊波衰減為應(yīng)力波，在粉碎區(qū)之外造成徑向裂隙，反射應(yīng)力波使這些裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展；爆炸氣體產(chǎn)物膨脹，產(chǎn)生“氣楔作用”使開始發(fā)生的裂隙擴(kuò)大、貫通形成巖塊，當(dāng)爆生氣體的壓力足夠大時(shí)，爆轟氣體將推動(dòng)破碎巖塊作徑向拋擲運(yùn)動(dòng)，使巖石脫離母巖產(chǎn)生拋擲，直到能量消耗完。

爆炸氣體膨脹壓力和應(yīng)力波共同作用爆破時(shí)巖石的破壞是爆炸氣說明1:對(duì)于不同性質(zhì)的巖石和炸藥，應(yīng)力波與爆生氣體的作用程度是不同的。(1)在堅(jiān)硬巖石、高猛度炸藥、偶合裝藥或裝藥不偶合系數(shù)較小的條件下，應(yīng)力波的破壞作用是主要的；(2)在松軟巖石、低猛度炸藥、裝藥不偶合系數(shù)較大的條件下，爆生氣體的破壞作用是主要的。說明1:說明2：當(dāng)僅考慮巖石性質(zhì)時(shí)，則有：高阻抗巖石(ρc=15~25MPa/s)：巖石破壞以應(yīng)力波為主。中阻抗巖石(ρc=5~15MPa/s)：巖石破壞為應(yīng)力波和爆生氣體壓力共同作用的結(jié)果。低阻抗巖石(ρc＜5MPa/s)：巖石破壞以爆生氣體為主。說明2：二、爆破作用過程1.應(yīng)力波的動(dòng)態(tài)作用過程特點(diǎn)：波峰應(yīng)力值高，傳播速度快，作用時(shí)間短。2.爆轟氣體的似靜壓作用過程特點(diǎn)：壓力較低，作用時(shí)間較長.

炮孔壓力—時(shí)間曲線

t1-藥包爆轟反應(yīng)完成時(shí)間t2-爆轟氣體產(chǎn)物作用時(shí)間圖

二、爆破作用過程炮孔壓力—時(shí)間曲線3.爆破時(shí)巖體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)（集中藥包）(1)應(yīng)力波在巖體中的傳播規(guī)律①(3～7)r：沖擊波作用區(qū);特點(diǎn)：沖擊波強(qiáng)度極大，波峰應(yīng)力值高，巖石產(chǎn)生塑性變形或粉碎，消耗大部分能量，沖擊波急劇衰減。應(yīng)力衰減與距離三次方成正比。爆炸應(yīng)力波及其作用范圍r—藥包半徑tH—介質(zhì)狀態(tài)變化的時(shí)間ts—介質(zhì)狀態(tài)恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)的時(shí)間

3.爆破時(shí)巖體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)（集中藥包）爆炸應(yīng)力波及其作用范圍②(8～150)r：應(yīng)力波作用區(qū);特點(diǎn)：沖擊波

壓應(yīng)力波，波陣面上的狀態(tài)參數(shù)變化比較平緩；波速等于巖石中的聲速。由于壓應(yīng)力波的作用，巖石處于非彈性狀態(tài)，可導(dǎo)致巖石的破壞或殘余變形。應(yīng)力衰減與距離二次方成正比。爆炸應(yīng)力波及其作用范圍r—藥包半徑tH—介質(zhì)狀態(tài)變化的時(shí)間ts—介質(zhì)狀態(tài)恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)的時(shí)間

②(8～150)r：應(yīng)力波作用區(qū);爆炸應(yīng)力波及其作用范圍③＞150r：彈性振動(dòng)區(qū);特點(diǎn)：應(yīng)力波

地震波。地震波只能引起巖石質(zhì)點(diǎn)的彈性振動(dòng)，而不能使巖石產(chǎn)生破壞；應(yīng)力衰減與距離呈線性關(guān)系。爆炸應(yīng)力波及其作用范圍r—藥包半徑tH—介質(zhì)狀態(tài)變化的時(shí)間ts—介質(zhì)狀態(tài)恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)的時(shí)間

③＞150r：彈性振動(dòng)區(qū);爆炸應(yīng)力波及其作用范圍(2)應(yīng)力波在巖體中引起的應(yīng)力狀態(tài)某點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)：直達(dá)縱波、直達(dá)橫波，縱波反射生成的反射縱波和反射橫波，橫波反射生成的反射縱波和反射橫波等的動(dòng)應(yīng)力疊加而成。波到達(dá)A點(diǎn)的應(yīng)力分析(2)應(yīng)力波在巖體中引起的應(yīng)力狀態(tài)波到達(dá)A點(diǎn)的應(yīng)力分析自由面附近巖體中各點(diǎn)的主應(yīng)力σ1和σ2的方向如下左圖所示。由于巖石抗拉強(qiáng)度很小，在拉應(yīng)力的作用下容易產(chǎn)生裂隙，所以爆破裂隙受σ2的控制，是圍繞最小抵抗線為對(duì)稱軸分布的喇叭形，如下右圖所示。自由面附近巖體中各點(diǎn)的主應(yīng)力σ1和σ2的方向如下左圖所示。(3)爆轟氣體壓力下巖體的應(yīng)力狀態(tài)爆轟氣體引起的σ1常為壓應(yīng)力，而σ2不常為拉應(yīng)力，隨著至最小抵抗線的距離超過某一極限值后，變?yōu)閴簯?yīng)力。(3)爆轟氣體壓力下巖體的應(yīng)力狀態(tài)§4.2單個(gè)藥包及成組藥包的爆破作用一、單個(gè)藥包爆破的內(nèi)部作用(無限均勻巖石介質(zhì)中的爆破作用)1.定義藥包爆炸后，只在巖石內(nèi)部產(chǎn)生破壞和變形，而地表(自由面)不出現(xiàn)明顯破壞，這種作用稱為爆破的內(nèi)部作用。概念要點(diǎn)：巖石內(nèi)部有破壞，地表未破壞?；炯俣ǎ孩偎幇乔蛐蔚模虎谒幇旁跓o限介質(zhì)中；

③介質(zhì)是均勻的各向同性?！?.2單個(gè)藥包及成組藥包的爆破作用2.巖石的破壞特征①藥室被擴(kuò)大，形成一個(gè)空腔；②產(chǎn)生了徑向、環(huán)向裂隙,以及剪切裂隙；③距藥包較遠(yuǎn)處，巖石完好無損。爆破的內(nèi)部作用徑向裂隙環(huán)向裂隙空腔巖石完好無損2.巖石的破壞特征爆徑向裂隙環(huán)向裂隙空腔巖石完好無損3.巖石破壞的原因①藥室擴(kuò)大為空腔的原因

巖石被壓縮，形成一個(gè)空腔。

沖擊強(qiáng)度大于巖石動(dòng)抗壓強(qiáng)度

藥室?guī)r壁受到強(qiáng)烈沖擊

爆轟波(沖擊波)+高溫高壓爆生氣體炸藥爆炸原因：爆轟波（沖擊波）和高壓爆轟氣體對(duì)藥室?guī)r壁產(chǎn)生了強(qiáng)烈沖擊（壓縮）。3.巖石破壞的原因巖石被壓縮，形成一個(gè)空腔。沖擊強(qiáng)度大于②產(chǎn)生徑向裂隙的原因

藥室?guī)r壁受到強(qiáng)烈沖擊

爆轟波(沖擊波)+高壓爆轟氣體炸藥爆炸

空腔

在巖石中形成壓應(yīng)力波(徑向壓應(yīng)力)

切向拉應(yīng)力σθ

巖石開裂

徑向裂隙原因:徑向壓應(yīng)力(壓縮)引起切向拉應(yīng)力(拉伸)。下

巖石受到徑向壓縮

產(chǎn)生徑向位移②產(chǎn)生徑向裂隙的原因藥室?guī)r壁受到強(qiáng)烈沖擊爆轟波(沖擊波)③產(chǎn)生環(huán)向裂隙的原因徑向壓應(yīng)力

巖石受到徑向壓縮

巖石儲(chǔ)存部分彈性變形能

解除壓應(yīng)力

彈性變形能釋放,引起巖石質(zhì)點(diǎn)向心運(yùn)動(dòng)

產(chǎn)生徑向位移(外內(nèi)，拉應(yīng)變)

徑向拉應(yīng)力原因:彈性變形能釋放(卸載波)產(chǎn)生了徑向拉應(yīng)力。

徑向裂隙

巖石開裂

環(huán)向裂隙下③產(chǎn)生環(huán)向裂隙的原因徑向壓應(yīng)力巖石受到徑向壓縮巖石儲(chǔ)存部④產(chǎn)生剪切裂隙的原因在徑向裂隙和環(huán)向裂隙形成的同時(shí),巖石還受到徑向應(yīng)力和切向應(yīng)力的的共同作用,進(jìn)而產(chǎn)生剪切裂隙。如圖所示。4.巖石的分區(qū)根據(jù)巖石的破壞特征，由內(nèi)向外，可將巖石大致分為三個(gè)區(qū)：①壓縮區(qū)形成的空腔稱為壓縮區(qū)。

下④產(chǎn)生剪切裂隙的原因下壓縮區(qū)炸藥包返回R1=(2~7)R0c.壓縮區(qū)范圍很小,其半徑由于壓縮區(qū)處于堅(jiān)固巖石的約束條件下，而在三軸壓縮情況下巖石的動(dòng)抗壓強(qiáng)度增大，且大多數(shù)巖石的可壓縮性很差，所以壓縮范圍很小。說明：a.壓縮區(qū)又稱為粉碎區(qū)；b.壓縮區(qū)消耗了大部分爆炸能量。壓縮區(qū)炸藥包返回R1=(2~7)R0c.壓縮區(qū)范圍很小,其②破裂區(qū)產(chǎn)生徑向、環(huán)向裂隙的巖石范圍,稱為破裂區(qū)。

：由于壓縮或粉碎巖石消耗了大量能量，巖石中的沖擊波衰減成壓應(yīng)力波。在應(yīng)力波的作用下，巖石在徑向產(chǎn)生壓應(yīng)力和壓縮變形，而切向方向?qū)a(chǎn)生拉應(yīng)力和拉伸變形。由于巖石的抗拉強(qiáng)度僅為其抗壓強(qiáng)度的十分之一到五十分之一，當(dāng)切向拉應(yīng)力大于巖石的抗拉強(qiáng)度時(shí)，該處巖石被拉斷，形成與粉碎區(qū)貫通的徑向裂隙。環(huán)向裂隙：壓縮應(yīng)力波通過壓縮區(qū)外層巖石時(shí)，巖石受到強(qiáng)烈的壓縮而儲(chǔ)蓄了一部分彈性變形能；隨著徑向裂隙的形成，作用在巖石上的壓力迅速下降，藥室周圍的巖石隨即釋放出壓縮過程中積蓄的彈性變形能，形成與壓應(yīng)力波作用方向相反的拉應(yīng)力，使巖石質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生反方向的徑向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)徑向拉應(yīng)力大于巖石的抗拉強(qiáng)度時(shí)，該處巖石被拉斷，形成環(huán)向裂隙。

下徑向裂隙②破裂區(qū)下徑向裂隙環(huán)向裂隙徑向裂隙返回炸藥包壓縮區(qū)破壞區(qū)③震動(dòng)區(qū)：破裂區(qū)以外的巖石范圍，稱為震動(dòng)區(qū)。特點(diǎn)：巖石不會(huì)發(fā)生破壞，但會(huì)發(fā)生彈性變形。爆炸應(yīng)力波衰減為地震波。巖石完好無損環(huán)向裂隙徑向裂隙返回炸藥包壓縮區(qū)破壞區(qū)③震動(dòng)區(qū)：破裂區(qū)以外在學(xué)習(xí)爆破的內(nèi)部作用時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①拉力破巖。②爆破過程中，當(dāng)裂隙與空腔貫通后，爆生氣體會(huì)迅速膨脹，產(chǎn)生“氣楔作用”，使原有裂隙繼續(xù)向前擴(kuò)展和進(jìn)一步張開。在學(xué)習(xí)爆破的內(nèi)部作用時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：出現(xiàn)(貫穿)裂隙、形成爆坑、出現(xiàn)飛石。(1)最小抵抗線W(2)爆破漏斗底圓半徑r

(3)爆破作用半徑R

二、單個(gè)藥包爆破的外部作用出現(xiàn)(貫穿)裂隙、形成爆坑、出現(xiàn)飛石。1.爆破作用指數(shù)n爆破漏斗底圓半徑r與最小抵抗線W的比值，即爆破作用指數(shù)值的變化，直接影響到爆破漏斗的形狀、巖石的破碎程度和拋擲效果。常用它對(duì)爆破進(jìn)行分類。2.標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗n=1r=Wθ=90°標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破后，藥室至自由面間的巖石不但充分破碎，而且有較多的巖塊被拋出坑外。在確定不同種類巖石的單位炸藥消耗量時(shí)，或者比較不同炸藥的爆炸性能時(shí)，往往用標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗體積作為判別的依據(jù)。1.爆破作用指數(shù)n爆破作用指數(shù)值的變化，直接影響到爆破漏斗的3.加強(qiáng)拋擲爆破漏斗

加強(qiáng)拋擲爆破后，藥室至自由面間的巖石不但全部破碎，而且大部分的巖塊被拋出一定距離。n＞1

r＞W(wǎng)θ＞90°n＞3時(shí)，爆炸能量消耗在拋擲上，增加藥量，破壞范圍增大不明顯，故已無實(shí)際意義了。加強(qiáng)拋擲爆破漏斗的n取值:1＜n＜3，露天拋擲大爆破或定向拋擲爆破常用此形式，一般取n=1.2～2.53.加強(qiáng)拋擲爆破漏斗n＞1n＞3時(shí)，爆炸能量消耗在拋擲上，增4.松動(dòng)爆破漏斗松動(dòng)爆破可細(xì)分為加強(qiáng)松動(dòng)爆破（0.75<n＜1）、標(biāo)準(zhǔn)松動(dòng)爆破（n=0.75）和減弱松動(dòng)爆破（0<n<0.75）n=0.75時(shí)，為標(biāo)準(zhǔn)松動(dòng)爆破。爆破后巖石被破壞、松動(dòng)，有明顯的膨脹移動(dòng)而形成鼓包，巖石不拋出坑外，不形成可見的爆破漏斗。

n<0.75時(shí)，出現(xiàn)不連續(xù)破壞，不形成爆破漏斗

0.3＜n＜

0.75r＜Wθ＜90°0.75＜n＜1，藥室至自由面間的巖石全部破碎，還把一小部分破碎巖塊拋擲出去。井巷掘進(jìn)爆破常用這種形式。4.松動(dòng)爆破漏斗松動(dòng)爆破可細(xì)分為加強(qiáng)松動(dòng)爆破（0.75<n＜三、成組藥包的爆破作用原理（成組藥包爆破時(shí)巖石破壞的特征）1.單排藥包齊發(fā)爆破原理（單排成組藥包齊發(fā)爆破時(shí)巖石破壞特征）a.相鄰炮孔連心線上應(yīng)力加強(qiáng)，產(chǎn)生裂縫（隙）;b.連心線中點(diǎn)兩側(cè)出現(xiàn)應(yīng)力降低區(qū)，易出現(xiàn)大塊。(1)相鄰炮孔連心線產(chǎn)生裂縫(隙)的原因（機(jī)理）即相鄰炮孔爆破成縫機(jī)理。三、成組藥包的爆破作用原理①應(yīng)力波理論：形成裂縫是應(yīng)力波疊加的結(jié)果。

爆炸應(yīng)力波相遇

應(yīng)力疊加

σ壓引起的σ拉得到加強(qiáng),合成為σ合

炮孔相距較近，σ合＞巖石動(dòng)抗拉強(qiáng)度

產(chǎn)生裂隙(縫),兩炮孔聯(lián)通。該理論認(rèn)為：最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在連心線中點(diǎn)，故裂隙首先出現(xiàn)在連心線中點(diǎn)，再向孔壁發(fā)展。①應(yīng)力波理論：形成裂縫是應(yīng)力波疊加的結(jié)果。該理論認(rèn)為：最大②應(yīng)力波與爆生氣體綜合作用理論認(rèn)為：a.應(yīng)力波作用時(shí)間極短暫，但爆生氣體在炮孔中能維持較長時(shí)間的高壓狀態(tài)(產(chǎn)生準(zhǔn)靜態(tài)壓力)。b.準(zhǔn)靜態(tài)壓力

炮孔連心線各點(diǎn)上產(chǎn)生切向拉應(yīng)力。該理論論認(rèn)為：炮孔連心線與孔壁的交點(diǎn)處切向拉應(yīng)力最大，故裂隙(縫)首先出現(xiàn)在炮孔壁,再向連線中點(diǎn)發(fā)展，最后貫通。生產(chǎn)實(shí)踐證明：拉伸裂隙是從炮孔向外發(fā)展的。②應(yīng)力波與爆生氣體綜合作用理論認(rèn)為：該理論論認(rèn)為：炮孔連心線(2)連心線中點(diǎn)兩側(cè)出現(xiàn)應(yīng)力降低區(qū)。降低區(qū):應(yīng)力波作用線正交處；產(chǎn)生原因分析如下：＋原因:相鄰藥包爆炸引起的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力相互抵消。(2)連心線中點(diǎn)兩側(cè)出現(xiàn)應(yīng)力降低區(qū)。＋原因:相鄰藥包爆炸引起應(yīng)力降低區(qū)對(duì)爆破效果的影響：易產(chǎn)生大塊。消除應(yīng)力降低區(qū)影響的措施：大孔距小抵抗線技術(shù)。即

①適當(dāng)增大炮孔間距。②減小抵抗線。原因：使應(yīng)力降低區(qū)落在巖石之外的空氣中，在巖石中避免出現(xiàn)應(yīng)力相互抵消作用，減少大塊的產(chǎn)生，從而改善爆破效果。應(yīng)力降低區(qū)對(duì)爆破效果的影響：易產(chǎn)生大塊。2.多排藥包齊發(fā)爆破原理(1)爆炸應(yīng)力波相互疊加,造成應(yīng)力極高的狀態(tài)；(2)第1排炮孔有2個(gè)自由面，爆破條件好；后排炮孔僅1個(gè)自由面，受到較大夾制作用，影響爆破效果。綜合以上分析，多排成組藥包齊發(fā)爆破效果不佳，實(shí)際很少應(yīng)用，一般被微差爆破所代替。2.多排藥包齊發(fā)爆破原理1.體積公式計(jì)算原理

在一定的炸藥和巖石條件下，裝藥量與爆破巖石(漏斗)的體積成正比。2.拋擲爆破裝藥量計(jì)算的通用公式(球狀藥包)3.松動(dòng)爆破(球狀藥包)炸藥單耗k的確定方法①查表法：查表、參考定額或有關(guān)資料的數(shù)據(jù)；②類比法：參考相似工程取值；③爆破漏斗試驗(yàn)法：通過標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破漏斗試驗(yàn)求算;④試爆法。Q=kV四、裝藥量計(jì)算方法2.拋擲爆破裝藥量計(jì)算的通用公式(球狀藥包)3.松動(dòng)爆破(球查表和定額；各種巖石單位炸藥消耗量(硝銨類炸藥)查表和定額；各種巖石單位炸藥消耗量(硝銨類炸藥)1.堵塞的影響堵塞的作用：(1)改善爆轟條件，保證炸藥充分反應(yīng)，防止不完全爆轟,使炸藥爆炸釋放出最大能量和減少有毒氣體量;(2)阻止高溫、高壓的爆轟氣體過早地泄漏到大氣中，延長爆轟氣體作用時(shí)間,提高爆炸能量的利用率;

(3)防止因灼熱固體顆粒(如雷管殼碎片等)從炮孔中飛出而引起瓦斯爆炸。(4)水炮泥能消焰、降溫、滅塵和減少有毒氣體。五、影響爆破效果的幾個(gè)因素1.堵塞的影響2.裝藥結(jié)構(gòu)對(duì)爆破效果的影響(1)裝藥結(jié)構(gòu)分類①從軸向分：連續(xù)裝藥、間隔裝藥(分段裝藥)②從徑向分：耦合裝藥、不耦合裝藥1—炸藥；2—炮眼壁；3—藥卷(a)耦合裝藥；(b)、(c)不耦合裝藥2.裝藥結(jié)構(gòu)對(duì)爆破效果的影響1—炸藥；2—炮眼壁；3—藥卷(2)耦合裝藥對(duì)爆破效果的影響①耦合裝藥時(shí)，爆炸能的傳遞效率與波阻抗有關(guān)：波阻抗相匹配，則傳遞效率高。②孔壁產(chǎn)生較大的峰值壓力,在巖石中引起較大應(yīng)變值.③沖擊壓力過高，在巖體中激起沖擊波，產(chǎn)生壓碎圈,使炮孔附近的巖石過度破碎，消耗了大量能量，從而影響壓碎圈以外巖石的破碎效果。(2)耦合裝藥對(duì)爆破效果的影響(3)不耦合裝藥對(duì)爆破效果的影響①爆炸能作用過程沖擊波間隙空氣炮孔壁藥包和孔壁之間存在空氣間隙，藥包爆轟的沖擊波效應(yīng)就要削弱很多，這一規(guī)律被利用在控制爆破上。②不耦合系數(shù)KdKd

=孔徑÷藥徑③炮孔壓力與不耦合系數(shù)Kd的關(guān)系如下圖所示。(3)不耦合裝藥對(duì)爆破效果的影響實(shí)驗(yàn)表明藥包爆炸直接作用在孔壁上的動(dòng)壓力隨著不耦合系數(shù)的增加而降低PP1P2t1t2t211-偶合裝藥；2-不偶合裝藥

裝藥結(jié)構(gòu)的改變會(huì)引起炸藥爆炸性能的改變，從而影響爆炸能量有效利用率?？諝忾g隙可以起緩沖作用，使爆炸壓力較平緩的作用在孔壁上，避免過渡破壞區(qū)的形成，使更多的能量用于巖石的破裂，從而提高能量利用率。實(shí)驗(yàn)表明藥包爆炸直接作用在孔壁上的動(dòng)壓力隨著不耦合系數(shù)的增加由以上分析得出：①可以通過采用不耦合裝藥來控制炸藥爆炸能量及其作用過程，降低爆炸沖擊波的峰值壓力（或動(dòng)壓應(yīng)力），避免在炮孔周圍產(chǎn)生壓碎區(qū)，減弱對(duì)原巖體的破壞作用。

②合理的不耦合系數(shù)應(yīng)使作用在炮孔壁上的壓應(yīng)力小于孔壁巖石的抗壓強(qiáng)度，而在炮孔連心線上產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力大于巖石的抗拉強(qiáng)度。由以上分析得出：3.起爆位置的影響(1)正向起爆

即起爆藥包靠近炮孔口的裝藥端，炸藥起爆后，爆轟波從孔口向孔底傳播。(2)反向起爆

即將起爆藥包布置在孔底裝藥端，炸藥起爆后，爆轟波從孔底向孔口傳播。3.起爆位置的影響

反向起爆應(yīng)力波的動(dòng)壓和爆轟氣體靜壓作用時(shí)間長。爆炸應(yīng)力波疊加效果好堵塞效果好。直到爆轟結(jié)束時(shí)，堵塞物才受到爆炸氣體作用而開始運(yùn)動(dòng)。底部炸藥的爆速爆轟壓力最大，有利于克服巖石的夾制作用。正向起爆應(yīng)力波的動(dòng)壓和爆轟氣體靜壓作用時(shí)間長。爆炸應(yīng)力波疊加效果差堵塞效果差。藥包起爆后，堵塞物立即受到爆炸氣體壓縮作用而開始運(yùn)動(dòng)孔口自由面反射拉伸波有可能造成孔口部分巖石破裂，使爆炸氣體較早逸散反向起爆應(yīng)力波的動(dòng)壓和爆轟氣體靜壓作用時(shí)間長。爆炸應(yīng)力波

自由面的作用規(guī)納起來有三點(diǎn)：

①反射應(yīng)力波。當(dāng)爆炸應(yīng)力波遇到自由面時(shí)發(fā)生反射，壓縮應(yīng)力波變?yōu)槔觳?，引起巖石的片落和徑向裂隙的延伸。

②改變巖石的應(yīng)力狀態(tài)及強(qiáng)度極限。在無限介質(zhì)中，巖石處于三向應(yīng)力狀態(tài)，而自由面附近的巖石則處于單向或雙向應(yīng)力狀態(tài)。故自由面附近的巖石強(qiáng)度接近巖石單軸抗拉或抗壓強(qiáng)度，比在無限介質(zhì)中承受爆破作用時(shí)相應(yīng)的強(qiáng)度減少幾倍甚至幾十倍。

③自由面是最小抵抗線方向，應(yīng)力波抵達(dá)自由面后，在自由面附近的介質(zhì)因阻力減少而加速，隨后而到的爆炸氣體，進(jìn)一步向自由方向運(yùn)動(dòng)，形成鼓包，最后破碎、拋擲。4.自由面對(duì)爆破效果的影響自由面的作用規(guī)納起來有三點(diǎn)：4.自由面對(duì)爆破效(1)自由面越大越多，越有利于爆破的破壞作用。自由面多

爆破受到的夾制性小

易爆破

炸藥單耗低。(2)自由面的位置對(duì)爆破作用有較大影響相同裝藥條件下,炮孔中的裝藥在自由面的投影面積越大,越有利于應(yīng)力波的反射,就越有利于巖石的破壞。(1)自由面越大越多，越有利于爆破的破壞作用。5.最小抵抗線對(duì)爆破效果的影響從裝藥中心至自由面的最短距離。

——最小抵抗線原理：由于最小抵抗線方向距離最小，爆破時(shí)巖石在這個(gè)方向的阻力最小。所以，巖石破碎和拋擲的主導(dǎo)方向是最小抵抗線方向?！诒乒こ讨校梢匀藶榈貏?chuàng)造自由面，以控制爆破作用。最小抵抗線示意圖5.最小抵抗線對(duì)爆破效果的影響——最小抵抗線原理：由于最小最小抵抗線原理實(shí)際應(yīng)用：（1）最小抵抗線方向是巖石破碎和拋擲的主導(dǎo)方向，施工中需要巖石向哪里拋擲，設(shè)計(jì)就應(yīng)當(dāng)讓W(xué)指向哪，這就實(shí)現(xiàn)了定向爆破的基本原理。（2）最小抵抗線的方向是最宜產(chǎn)生飛石的方向，爆破時(shí)應(yīng)避免W正對(duì)著需要保護(hù)的目標(biāo)。（3）在有多個(gè)自由面的情況下，裝藥中心若至各自由面的距離相等或基本相等時(shí)，則各方向均為最小抵抗線。自由面越多，爆破效果越好，也越省炸藥。（4）最小抵抗線的反方向是爆破地震最嚴(yán)重的方向，爆破時(shí)，近處有怕震的建筑及設(shè)施時(shí)，應(yīng)注意正確選擇W方向。（5）當(dāng)主藥包