《爆破工程地质》PPT课件.ppt

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1、土石方爆破工程是直接在岩土中进行的，所以爆破与地质关系密切。因此，在爆破过程中，必须一方面要考虑到地质条件对爆破作用的影响，另一方面也要考虑到爆破作用对爆破区的地质条件所带来的深远影响。与爆破关系密切的地质条件有①地形；②岩性；③地质构造；④水文地质；⑤特殊地质。在工程爆破工作中，通常是用凿岩设备在岩体内进行穿孔并装入炸药进行爆破的方法来破碎岩石或矿石。要有效地开展工程爆破工作，必须先了解岩石、岩体的基本性质，主要是与工程爆破有关的物理性质和力学性质。4爆破工程地质4.1岩石的物理力学性质(1)岩石的物理性质与爆破有关的岩石的物理性质主要包括孔隙

2、率、容重、密度、硬度、碎胀性、裂隙性等。1)孔隙率孔隙率η，是指岩石中孔隙的总体积V0与岩石的总体积V之比，用百分率表示。岩石孔隙的存在，能削弱岩石颗粒之间的粘结力而使岩石强度降低，孔隙率越大，岩石强度降低得就越严重。岩石孔隙的存在，一方面使所需要的炸药能量降低，但另一方面会因炸药爆炸的能量会从孔隙逸出而使爆破效果受到影响。2)密度及容重密度ρ(g/cm3),是指构成岩石的物质质量M对该物质所具有的体积V-V0之比，即：容重γ(t/m3),是指岩石的重量G对包括孔隙在内的岩石体积V之比，即：岩石的密度、容重主要影响岩石的抛掷、堆积和装运。一般地说

3、，岩石的密度和容重越大，就越难以破碎，在抛掷爆破时需消耗较多的能量去克服重力的影响。几种岩石孔隙度、密度、容重见表4-1。表4-1几种岩石的孔隙度、密度、容重岩石名称孔隙度（%）密度（g/cm）容重（t/m3）花岗岩玄武岩辉绿岩石灰岩白云岩砂岩页岩板岩片麻岩大理岩石英岩粘土砂子0.5~1.50.1~0.20.6~1.25.0~201.0~5.05.0~2510~300.5~1.50.5~2.00.1~0.84530~502.6~2.72.8~3.02.85~3.02.71~2.852.5~2.62.58~2.692.2~2.42.3~2.72.9

4、~3.02.6~2.72.65~2.91.6~2.11.5~1.72.56~2.672.75~2.902.8~2.92.46~2.652.3~2.42.47~2.562.0~2.32.1~2.572.65~2.852.52.54~2.851.6~2.01.4~1.63)硬度岩石的硬度是指岩石抵抗工具侵入的能力。凡是用刃具切削或挤压的方法凿岩，首先必须将工具压入岩石才能达到钻进的目的，因此研究岩石的硬度具有一定的意义。一般地说，硬度越大的岩石越难以凿岩和爆破，但值得注意的是，某些硬度较大的岩石往往比较脆，因而也容易爆破。4)岩石的碎胀性岩石破碎成块

5、后，因碎块之间存在空袭而使总体积增加，这一性质称为岩石的碎胀性，它可用碎胀系数(松散系数)K表示(其值一般在1.2～1.6之间)。K是指岩石破碎后的总体积V1与破碎前总体积V之比，即：K=V1/V5)岩石的裂隙性岩体被认为是“由结构面和岩石组成的地质体”，所以岩体的弹性模量、波传播速度不同于岩石试件。泊松比大，弹性模量及波速小。岩体与岩石波速比值的平方来评价岩体的完整性，称为岩体的完整系数。岩体的性质由岩块和结构面共同决定。岩石的裂隙性对爆破能量的传递影响很大，并且由于岩石裂隙存在的差异性很大，使岩体的受力破坏问题更加复杂。(2)岩石的力学性质用

6、炸药爆炸来破碎岩石是爆破工程的主要内容，而炸药爆炸加载于介质的载荷是冲击载荷，属于动力学范畴，因此，对岩石的力学性质研究不仅要研究其一般力学性质，还要对其动力学性质进行研究。1)岩石的静力学性质a.岩石的强度岩石的强度是指岩石抵抗外力破坏的能力。岩石的强度主要有：抗压、抗拉、抗弯、抗剪。由于在爆破工程中，岩石承受的是冲击载荷，因而其强度只是用来说明岩石坚固性的一个方面，岩石的可爆性不能完全根据岩石的强度指标来确定。b.静载变形特性岩石在外力作用下产生变形，其变形性质可用应力－应变曲线表示。岩石的应力－应变曲线①弹性—在弹性变形范围内，当外载去掉后

7、，岩石恢复原形的性质,遵守虎克定律。线性弹性变形非线性弹性变形塑性屈服变形延性破坏比例极限脆性破坏弹性变形区塑性变形区②脆性—岩石没有产生显著的永久变形就开始破坏的性质，一般岩石呈脆性破坏。③塑性—与脆性相反，在破坏前有较明显的永久变形，如泥页岩，高岭土矿，巷道底鼓。④弹性模量：E=σ/ε。⑤剪切模量：G=τ/γ⑥泊松比：μ=ε2/ε1⑦G，E，μ的关系，根据材料力学的理论有：G=E/2（1+μ）⑧弹性后效：在弹性区内，应力消除后，应变并不能立即消失，而需要经过一段时间才能恢复，这就叫弹性后效。2)岩石的动力学性质炸药爆炸加载于介质的载荷是冲击载

8、荷，冲击载荷能引起介质中产生波的传播，在岩石动力学中常把应变率大于104/s的载荷称为动载荷，岩石在动应力作用下的一般力学性质表现为：①