爆破破岩基本机理和计算原理
隧道钻爆法施工作业
隧道钻爆法施工作业钻爆作业过程简述…开挖作业基本要求:1．按设计要求开挖出断面（包括形状、尺寸、表面平整、超欠挖等要求）;2．石碴块度适中，便于装碴运输;3．钻眼工作量少，少占作业循环时间；4．尽量减小对围岩的震动破坏.一、爆破破岩作用机理及有关概念（一）无限介质中的爆破作用（图7-1)1．压缩粉碎区～半径为的区域.2．抛掷区～与之间的范围.3．松动区～与之间的区域.4．震动区~与之间的范围。
（二）爆破基本概念1．临空面：指暴露在大气中的开挖面.在爆破中的作用：临空面越多,爆破威力越大。
2．爆破漏斗（图7—2)爆破漏斗：在只有一个临空面的情况下，爆破形成圆锥形的爆破凹坑。
爆破漏斗由以下几何要素组成：①最小抵抗线：药包中心到临空面的最短距离②爆破漏斗半径③破裂半径:药包中心到爆破漏斗边沿的距离④漏斗深度⑤压缩圈半径其中，最关键的是。
3．爆破作用指数爆破作用指数:爆破漏斗半径与最小抵抗线的比值。
对于爆破效果有重要影响,注意到取决于，可见最小抵抗线是关键因素. (三）柱状药包爆破特点适用于隧道爆破的是柱状药包。
特点：柱状药包爆炸应力波的传播方向,是以药包轴线为轴线，沿着垂直于药包表面的方向往四周传播。
所以,这对于仅在孔口有一个临空面的爆破，是十分不利的.动脑筋，多设置临空面…二、钻孔机具（一）凿岩机(钻机）按使用动力可分为风动凿岩机、内燃凿岩机、电动凿岩机和液压凿岩机四种。
目前在隧道开挖中,广泛使用的是风动凿岩机和液压凿岩机.1．风动凿岩机（见图7—3）俗称风钻。
以压缩空气为动力。
既可单人操纵，也可装在台车上使用，但以前者为主。
优点:①结构简单，操作方便；②不怕超负荷和反复起动,在多水、多尘等不良环境中仍能正常工作。
缺点：①压缩空气供应设备复杂；②能量利用率低；③噪音大。
2．液压凿岩机由液压马达提供动力。
只能用于台车。
优点：①动力消耗少，能量利用率高，其动力消耗仅为风动凿岩机的1/3～1/2；②凿岩速度高.液压凿岩机凿岩速度比风动凿岩机高50％～150％。
爆破破岩机理
爆破破岩机理【转发】：一、爆生气体膨胀压力作用破坏论Kutter和Hagan从静力学的观点出发，提出了“气楔作用”（PneumaticWedgtng)这种假说，认为炸药爆炸后产生的高温高压的气体，由于膨胀而产生的推力作用在炸药周围的岩壁上，引起岩体质点的径向位移，从而在岩体中形成剪切应力。
当这种剪切应力超过岩体的极限抗剪强度时，就会引起岩体的破坏。
当爆生气体的膨胀推力足够大时，还会引起自由面附近的岩体隆起、鼓开并沿径向方向抛掷。
这种假说认为，动能仅占炸药总能量的5％~15％，绝大部分能量包含在爆生气体产物中，另一方面，岩体爆破时岩石发生破裂和破碎所需的时间小于爆生气体作用于岩体的时间。
二、应力波反射拉伸作用破坏论以Coates和Hin。
为代表的这种假说，从爆轰动力学的观点出发，认为炸药爆炸后，强大的冲击波冲击和压缩周围的岩体，在岩体中激发出强烈的压缩应力波。
当压缩应力波传播到自由面时，从自由面处反射而形成拉伸波。
当拉伸波的强度超过岩体的极限抗拉强度时，从自由面处开始向爆源方向产生拉伸片裂作用。
三、应力波和爆生气体联合作用破坏论以Fairhurst为代表的这种假说认为，爆破时岩体的破坏是应力波和爆生气体共同作用的结果。
但在解释破碎岩体的主导原因时存在不同观点。
一种观点认为，应力波在破碎岩体时不起主导作用，只是在形成初始径向裂隙时起先锋作用，岩体的破碎主要依靠爆生气体的膨胀推力和尖劈作用；另一种观点则认为，爆破时破碎岩体的主导作用取决于岩体的性质，即取决于岩体的波阻抗。
对于波阻抗为（10一15）× 10^5g/(cm^2．s）的高波阻抗的岩体，即极致密坚韧的岩体，爆炸应力波在其中的传播性能好，波速高。
爆破时岩体的破碎主要由应力波引起。
对于波阻抗为（2一5）× 10^5 g/（cm^2. s) 低波阻抗的松软而具有塑性的岩体，爆炸应力波在其中的传播性能较差，波速低，爆破时岩体的破碎主要依靠爆生气体的膨胀压力；对于波阻抗为（5～10）× 10 ^5g/〈cm^2.S )的中等波阻抗的中等坚硬的岩体，应力波和爆生气体同样起重要作用。
爆破作用原理
二.爆破作用
一）单个药包旳爆破作用
㈠自由面和最小抵抗线 假如将一种球形或立方体形炸药包(爆破上称之为集中 药包)埋入岩石中，岩石与空气接触旳表面称为自由面。 最小抵抗线:药包中心到自由面旳垂直距离W。
爆破旳内部作用
光面爆破机理 光爆炮眼同步起爆，在各炮眼旳眼壁上产生细微旳
径向裂隙，因为起爆器材旳起爆时间误差，各炮眼不 可能在同一时刻爆炸，先爆炮眼旳径向裂隙，因为相 邻后爆炮眼所起旳导向作用，成果沿相邻两炮眼旳连 心线旳那条裂隙得到优先发展，并在爆愤怒体旳作用 下扩展，形成贯穿裂缝。贯穿裂缝形成后，周围岩体 内旳应力因释放而下降，从而能够克制其他方向上有 裂隙发展，同步又隔断了从自由面反射旳应力波向围 岩传播，因而爆破形成旳壁面平整。
衡量爆破作用旳效果： 当n=1时，形成原则抛掷漏斗（c）； 1<n<3时，形成加强抛掷漏斗（d）； 0.75<n<1时，形成减弱抛掷漏斗（b）； n=0.75时，岩石只形成松动而不形 成抛掷，叫做松动漏斗（a）； n<0.75时，爆破漏斗不能形成。二）多种药包旳爆破作用
三、微差爆破
利用毫秒雷管或其他设备控制放炮旳顺序，使每段 之间只有几十毫秒旳间隔，叫做毫秒爆破或微差爆破。
随即，爆轰气体产物继续压缩被冲击波压碎旳岩 石，爆轰气体“楔入”在应力波作用下产生旳裂隙中， 使之继续向前延伸和进一步张开。当爆轰气体旳压力 足够大时，爆轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。
对于不同性质旳岩石和炸药，应力波与爆轰气体 旳作用程度是不同旳。
在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不偶 合系数较小旳条件下，应力波旳破坏作用是主要旳；
第六章 岩土中爆炸的基本理论
爆破工程
岩石爆破破碎机理
3、爆生气体和应力波共同作用理论 、
该理论认为岩石的破碎是冲击波和爆生气体压力综合 作用的结果。生产和试验研究证明，这种假说客观地、 作用的结果。生产和试验研究证明，这种假说客观地、 全面地反映了爆破破岩的机理。 全面地反映了爆破破岩的机理。 实质：最初裂隙由应力波造成， 实质：最初裂隙由应力波造成，随后爆生气体渗入裂 并在准静态作用下使裂隙扩展。 隙，并在准静态作用下使裂隙扩展。 岩石按波阻抗的大小分类
爆破工程
岩石爆破破碎机理
反射拉伸应力波作用理论 动作用理论） （动作用理论） 该理论单纯强调冲击 波的作用，认为岩石破 波的作用， 碎是由于爆炸产生的压 缩应力波从自由面反射 而形成的拉伸应力引起 的这种拉伸应力， 的这种拉伸应力，从自 由面朝向装药的位置将 岩石成片拉裂。 岩石成片拉裂。这种假 说忽视了爆生气体的作 用。 实验基础： 实验基础：杆件和板 件实验。 件实验。
e K ( ρc) F = ln 38.44v d 1.89 4.75 Kp Kx e
爆破工程
岩石中的爆炸应力波
• 冲击载荷在岩体内引起的应力－－应变
爆破工程
岩石中的爆炸应力波
OA段为直线,变形模量为dσ/dε(常数) OA段为直线,变形模量为dσ/dε(常数)，当σ在此区域 段为直线 dσ/dε(常数 在固体中传播弹性波， 时，在固体中传播弹性波，其速度为恒定的未扰动固体 中的声速； 中的声速； AB段为凹向下的曲线 dσ/dε不为常数且随应力增大 段为凹向下的曲线， AB段为凹向下的曲线，dσ/dε不为常数且随应力增大 而减小，若应力不超过此区域之值， 而减小，若应力不超过此区域之值，则固体中传播弹塑 性波，波速低于声速为亚音速； 性波，波速低于声速为亚音速； BC段为凹向上的曲线 dσ/dε不为常数且随应力增大 段为凹向上的曲线， BC段为凹向上的曲线，dσ/dε不为常数且随应力增大 而增加，若应力处于此区域，则因dσ/dε仍小于OA dσ/dε仍小于OA段 而增加，若应力处于此区域，则因dσ/dε仍小于OA段 dσ/dε值，波速仍低于声速， dσ/dε值 波速仍低于声速， 当应力超过C点后， dσ/dε值超过OA段的dσ/dε值 值超过OA段的dσ/dε 当应力超过C点后，因dσ/dε值超过OA段的dσ/dε值， 在固体中将传播冲击波，为超音速。 在固体中将传播冲击波，为超音速。
培训笔记-破岩机理
培训笔记（三）——破岩机理一、破岩过程一阶段：炸药爆炸阶段二阶段：冲击波反射阶段三阶段：气体膨胀阶段二、破岩理论1．爆炸气体产物膨胀压力破坏理论：岩石主要由于装药空间内爆炸气体产物的压力作用而破坏。
2．冲击波引起应力波反射破坏理论：岩石的破坏主要是由自由面上应力波反射转变成的拉应力波造成的。
3．爆炸气体膨胀压力和冲击波所引起的应力波共同作用理论：爆破时岩石的破坏是爆炸气体和冲击波共同作用的结果，它们各自在岩石破坏过程的不同阶段起重要作用。
三、波阻抗：即岩石密度与冲击波在岩石中传播速度的乘积。
岩石按波阻抗值分为三类：1、岩石波阻抗为10X105~25X105（g/cm2·s）；2、岩石波阻抗为5X105~10X105（g/cm2·s）；3、岩石波阻抗为2X105~5X105（g/cm2·s）。
四、爆破内部作用1．压缩区受到爆炸冲击波的强动作用，炮孔壁周围的介质被粉碎或强烈压缩，形成压缩区或粉碎区成压缩区或粉碎区。
2．破碎区爆炸冲击波在岩石中形成新鲜裂纹或激活原生裂纹，爆炸气体的高压气楔作用，对裂纹进行扩展，形成破碎区。
3．震动区在破坏区以外的岩体，只发生弹性震动。
五、爆破漏斗：当药包产生外部作用时，在地表会形成一个爆破坑，称为爆破漏斗。
1、爆破漏斗的构成要素（1）自由面；（2）最小抵抗线；（3）爆破漏斗底圆半径；（4）爆破作用半径；（5）爆破漏斗深度；（6）爆破漏斗可见深度；（7）爆破漏斗张开角。
图7-6 爆破漏斗2、爆破作用指数n=r/W在最小抵抗线相同的情况下，爆破作用愈强，爆破漏斗底圆半径愈大。
根据n的大小爆破漏斗分为：（1）标准抛掷（n=1）；（2）加强抛掷(n>1)；（3）减弱抛掷(0.75<n<1)；（4）松动爆破(0<n<0.75)。
岩石爆破作用原理
两个自由面情况下的爆破
自由面的大小和数量对爆破效果有直接影响。
图 自由面数对爆破效果的影响
7.3 成组药包爆破作用
成组药包爆破作用是指多个药包同时起爆或以一 定时间间隔按一定顺序起爆时的爆破作用。
实际爆破工程中极少采用单药包爆破，而是采用 成组药包爆破来达到预期的爆破目的，因此研究成组 药包的爆破作用机理对于合理选择爆破参数有重要的 指导意义。
（2）在两药包连心线 以外其他位置上，两压 缩波所产生的径向压力 和切向拉压力方向不同， 有互相抵消作用。
试验结果表明： （1）在最初几微秒时间内应力波以同心球状从各 起爆点向外传播； （2）在某时刻，应力波相遇，相互叠加，出现复 杂的应力变化情况； （3）应力重新分布，沿炮眼连心线的应力得到加 强，而炮眼连心线中段两侧附近则出现应力降低 区。
压缩应力波叠加作用
（1）在连心线上应力得 到加强，尤其是切向拉 应力加强，对于形成连 心线裂纹非常有利。
当压缩应力波达到自由面时，反射成为拉伸波，拉 伸波仍足以将岩石拉断，产生层裂（片落），如图7.3所 示。
图7. 3 爆炸应力波破坏过程
主要依据： （1）冲击波波阵面的压力比爆炸气体产物的膨胀压力大 得多； （2）岩石的抗拉强度比抗压强度低得多，且在自由面处 确实常常发现片裂、剥落现象。 （3）根据应力波理论有：压缩应力波在自由面处反射成 为拉伸应力波。
第二类：低阻抗岩石，其波阻抗小于5×106kg/m3·m/s 。此类岩石中由气体压力形成的破坏是主要的。
第三类：中等阻抗的岩石，其波阻抗为5×106～ 10×106kg/m3·m/s。该类岩石的破坏是应力波和爆炸气体综 合作用的结果。
不同性质岩石和不同目的情况下的爆破，可以通过 控制炸药的应力波峰值和爆炸生成气体的作用时间来达 到预期目的。
爆破工程4第五章---岩石中的爆破作用原理
该理论在爆破动力问题上，直接采用爆轰冲击荷 载作用于岩壁的状态方程，利用动力有限元方法 计算爆区的应力状态。其实质是认为岩体爆破动 力是爆炸应力波和爆轰气体的膨胀作用，两者相 辅相成，不可或缺。
第二节 冲击载荷的特征和应力波 一、冲击载荷的特征
一、爆轰气体膨胀压力作用破坏论
这派观点是从静力学的观点出发，认为药包爆炸后， 产生大量高温高压的气体，这种气体膨胀时所产生 推力，作用在药包周围的岩壁上，引起岩石质点的 径向位移，由于作用力的不等引起的不同的径向位 移，导致在岩石中形成剪切应力，当这种剪切应力 超过岩石的极限抗剪强度时就会引起岩石的破裂， 当爆轰气体的膨胀推力足够大时，还会引起自由面 附近的岩石隆起、鼓开并沿径向方向推出，这派观 点完全否认冲击波的作用。
（一）岩体中冲击波的传播规律
冲击波的初始波峰压力就是爆轰波给予岩 石的最初压力，其值的大小取决于炸药的 性质、岩石的性质和炸药与岩石的耦合情 况。
波阻抗越大的岩石，在炮孔壁上产生的压 力也越大，如表5—1所示。
给予岩石的初始峰压越大，则岩石的变形 也越大，破碎越厉害，消耗能量也越多。 因此，在工程爆破中必须根据工程的要求 来合理地控制岩体中的初始峰压值。
压碎区的半径很小，一般约为药包半径的 2~3倍。破坏范围虽然不大，但破碎程度大， 炸药消耗能量多。
2.破裂区(破坏区) 当冲击波通过压碎区以后，随 着冲击波传播范围的扩大而导致单位面积上的能 流密度降低，压缩波（即压缩应力波），其强度 已低于岩石的动抗压强度，所以不能直接压碎岩 石。但是，它可使压碎区外层的岩石遭到强烈的 径向压缩，使岩石的质点产生径向位移，因而导 致外围岩石层中产生径向扩张和切向拉伸应变， 如图5—10所示。如果这种切向拉伸应变超过了 岩石的动抗拉强度的话，那么在外围的岩石层中 就会产生径向裂隙。这种裂隙以（0.15~0.4）倍 压缩应力波的传播速度向前延伸。当切向拉伸应 力小到低于岩石的动抗拉强度时，裂隙便停止向 前发展。另外在冲击波扩大药室时，压力下降了 的爆轰气体也同时作用在药室四周的岩石上，在 药室四周的岩石中形成一个准静应力场。
5爆破破岩机理
r
W W
r
θ
45
°
45
θ
°
(a)
(b)
r
r
W
θ
W
θ
(c)
图5-5 爆破漏斗分类
(d)
和进一步张开。当爆轰气体的压力足够大时，爆轰气体将推动破
碎岩块作径向抛掷运动。 对于不同性质的岩石和炸药，应力波与爆轰气体的作用程
度是不同的。
在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不偶合系数较 小的条件下，应力波的破坏作用是主要的； 在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较大的条件下， 爆轰气体的破坏作用是主要的。
研究成果还不很完善，但它们基本上反映了岩石爆破作用
中的某些客观规律，对爆破实践具有一定的指导意义和应 用价值。
5.1 岩石爆破破碎原因的几种学说
(1)爆轰气体压力作用学说（explosion gas failure
theory）
这种学说从静力学观点出发，认为岩石的破碎主要是由 于爆轰气体（explosion gas）的膨胀压力引起的。这种学说
` `
θ θ θ θ
`
`
区贯通的径向裂隙(crack)。
σr
`
θ θ
σ
σ (a)
σr (b)
`
随着径向裂隙的形成,作用在岩石上的压力
迅速下降,药室周围岩石随即释放出在压缩过程
θ θ θ
σr
σr
` `
σr
` `
破岩原理与方法
一名词解释1.岩石的硬度：产生脆性破碎时接触面上单位面积的载荷。
2.岩石的塑形系数：破碎的耗费的总功AF与弹性变形功AE的比值，用来衡量岩石塑性的大小。
3.压入强度：单位刃长上的压入系数。
4.研磨性：岩石磨损破岩工具的能力。
5.可钻性：岩石破碎的难易性，反映了岩石的井底抵抗钻头破碎的能力。
6.变形特征：岩石试件在各种载荷作用下的变形规律。
7.强度特征:岩石试件在载荷作用下开始破坏时的应力值。
8.侵入比功：破碎单位体积岩石所消耗的功。
9.层理：在垂直方向上岩石成分的变化。
10.片理：岩石沿平行的平面分裂为薄片的能力。
11.磨耗比：金刚石和一定粒度和硬度的碳化硅砂轮对磨，称出对磨后两者消耗量之比。
12.井底遮盖系数：三个牙轮各齿圈上牙齿宽度的总和与井底接触母线长度的比值。
13．井底击碎图：将三个牙轮的每个牙轮上主、副锥母线及其上的齿圈宽度并列画出来的示意图。
二简答1. 库仑剪切强度曲线特征答：（1）库仑剪切强度曲线在τ-σ平面上为直线（2）斜率为f=tanυ（3）在τ轴上的截距为c （4）抗剪强度=内聚力+内摩擦力（5）莫尔应力圆与强度曲线相切时，岩石发生了破坏。
2.通过定压实验法确定岩石的弹性模量答:（1）如果应力-应变曲线上由直线段，则直线段的斜率为杨氏弹性模量。
（2）如果没有直线段，取应力为一半强度极限值点的切线模量或割线模量。
3.常规三轴试验步骤答：（1）将圆柱形岩样置于一个高压容器中（2）首先用液压P使其四周处于三向均匀压缩的应力状态下（3）然后保持此压力不变，对岩样进行纵向加载，直至使其破坏，试验的过程应记录下纵向的应力和应变的曲线关系。
4.什么是巴西劈裂试验答：间接测定岩石抗拉强度的试验，将一个薄的圆盘试件沿其直径加载使之破碎，盘的破碎时从盘的中心开始并沿着加载直径向上下两方面拓展开来，从而使盘在加载点连线上呈现清晰的破裂，这是由于在垂直于加载直径的方向上分布有拉伸应力的缘故。
5.表示岩石研磨性的一般方法和观点答：1）直接利用矿山生产中的工具消耗率来表示岩石的磨蚀性 2）用岩石的坚固性同时来表示岩石的磨蚀性 3）用模拟实验来确定岩石的磨蚀性6.下部钻柱受压状态分析答a.在钻压小，直井条件下，钻柱是直的b.钻柱第一次弯曲，压力达到某一临界值，下部钻柱发生弯曲，在某个点和井壁接触；这里是第一次弯曲 c.继续加大钻压，切点逐渐下移 d.钻柱第二次弯曲，钻压增大到新的临界值，钻柱呈现第二个半波，钻柱第二次弯曲e.钻柱第三次弯曲，继续加大钻压，钻柱第三次弯曲/多次弯曲f.钻压>钻铤一次弯曲的临界钻压。
爆破基本原理
A爆破技术员应知应会的基本原理一、岩石炸药单耗确定原理和方法1岩石炸药单耗确定之经验法2岩石炸药单耗确定之类比法爆破各种岩石的单位炸药消耗量K值表3、岩石炸药单耗确定之爆破漏斗试验法最小抵抗线原理：药包爆炸时，爆破作用首先沿着阻力最小的地方，使岩（土）产生破坏，隆起鼓包或抛掷出去，这就是作为爆破理论基础的“最小抵抗线原理”。
药包在有限介质内爆破后，在临空一面的表面上会出现一个爆破坑，一部分炸碎的土石被抛至坑外，一部分仍落在坑底。
由于爆破坑形状似漏斗，称为爆破漏斗。
若在倾斜边界条件下，则会形成卧置的椭圆锥体如图2.6.14当地面坡度等于零时，爆破漏斗成为倒置的圆锥体（图2.6.15）。
mDl称为可见的爆破漏斗，其体积V mDl与爆破漏斗V mOl之比的百分数E0，称为平坦地形的抛掷率；r0（漏斗口半径）与W（最小抵抗线）的比值n称为平地爆破作用指数。
当r0=W时，n=1，称为标准抛掷爆破。
在水平边界条件下，其抛掷率E=27%。
标准抛掷漏斗的顶部夹角为直角。
当r0>W，则n>1，称为加强抛掷爆破。
抛掷率>27%。
漏斗顶部夹角大于90°。
当r0<W，则n<1，称为减弱抛掷爆破。
抛掷率<27%。
漏斗顶部夹角小于90°。
实践证明，当n<0．75时，不能形成显著的漏斗，不发生抛掷现象，岩石只能发生松动和隆起。
通常将n=0．75时称为标准松动爆破，n<0．75称为减弱松动爆破。
装药量是工程爆破中一个最重要的参量。
装药量确定得正确与否直接关系列爆破效果和经济效益。
尽管这个参量是如此重要，但是由于岩石性质和爆破条件的多变性，炸药爆轰反应和岩石破碎过程的复杂性，因此一直到现在尚没有一个比较精确的理论计算公式。
长期以来人们一直沿用着在生产实践中积累的经验而建立起来的经验公式。
常用的经验公式是体积公式，它的原理是装药量的大小与岩石对爆破作用力的抵抗程度成正比。
第5章 爆破工程岩石爆破基本原理
• 也就是药包在自由面附近爆炸时，岩石是怎样破坏的。 又称自由面的破坏作用。
§5
岩石爆破基本ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ理
• (1)反射拉应力波引起自由面岩石破坏(片落)
• 即由霍布金森效应引起的破坏。
• ①当入射压应力波传播到自由面时，一部分或全部反 射回来成为同传播方向正好相反的拉应力波，拉应力 超过岩石的抗拉强度时，发生片落现象。这种效应叫 做霍布金森(Hopkinson)效应。
下
§5
岩石爆破基本原理
σr σr
径向拉应力 岩石开裂 环向裂隙 返回
`
`
§5
岩石爆破基本原理
• ④产生剪切裂隙的原因
• 在径向裂隙和环向裂隙形成的同时,岩石还受到径向 应应力和切向应力的的共同作用,进而产生剪切裂隙。 如下图所示。
• 4. 岩石的分区 • 根据岩石的破坏特征，由内向外，可将岩石大致分为 三个区： • ① 压缩（粉碎）区（近区） • 形成的空腔称为压缩区。
§5
岩石爆破基本原理
• ②(8～150)r：应力波作用区;
• 特点：冲击波压应力波，波阵面上的状态参数变化 比较平缓；波速等于岩石中的声速。
• 由于压应力波的作用，岩石处于非弹性状态，可导致 岩石的破坏或残余变形。 • 应力衰减与距离二次方成正比。
爆炸应力波及其作用范围 r—药包半径 tH—介质状态变化的时间 ts—介质状态恢复到静止状态的时间
§5
岩石爆破基本原理
• 3.爆破漏斗的几何参数
θ
r
H h W
• (1)最小抵抗线W • (3)爆破作用半径R
•(4)爆破漏斗深度H •(6)爆破漏斗张开角θ
• (2)爆破漏斗底圆半径r •(5)爆破漏斗可见深度h •说明：(1)、(2)、(3)称为爆破漏斗三要素。
钻爆作业爆破破岩作用机理及有关概念无限介质中的爆破
4.3.2 钻爆作业1. 爆破破岩作用机理及有关概念（1）无限介质中的爆破作用假定将药包埋置在无限介质中进行爆破，则在远离药包中心不同的位置上，其爆破作用是不相同的。
大致可以划分为四个区域，如图7—1所示。
◆压缩粉碎区——指半径为1 R 范围的区域。
该区域内介质距离药包最近，受到的压力最大，故破坏最大。
当介质为土壤或软岩时，压缩形成一个环形体孔腔；介质为硬岩时，则产生粉碎性破坏，故称为压缩粉碎区。
◆抛掷区——1 R 与 2 R 之间的范围叫抛掷区。
在这个区域内介质受到的爆破力虽然比压缩粉碎区小，但介质的结构仍然被破坏成碎块。
炸药爆炸能量除对介质产生破坏作用外，尚有多余能量使被破坏的碎块获得运动速度，在介质处于有临空面的空间时，则在临空面方向上被抛掷出去，产生抛掷运动。
◆破坏区——该区又叫松动区，是指2 R 与 3 R 之间的区域。
爆炸能量在此区域内只能使介质破裂松动，已没有能力使碎块产生抛掷运动。
◆震动区——3 R 与 4 R 之间的范围叫爆破震动区。
在此范围内，爆破能量只能使介质发生弹性变形，不能产生破坏作用。
举例：移山填海、自已参与科研常德烟厂基础拆除爆破、水池爆破等。
（2）爆破基本概念◆临空面——又叫自由面，是指暴露在大气中的开挖面。
◆爆破漏斗——在有临空面的情况下，炸药爆破形成的一个圆锥形的爆破凹坑就叫爆破漏斗。
如图7—2所示。
◆最小抵抗线（W ）——药包中心到自由面的最短距离。
◆爆破漏斗半径（r）——最小抵抗线与自由面交点到爆破漏斗边沿的距离。
◆爆破作用指数——爆破漏斗半径r与最小抵抗线W 的比值n，称为爆破作用指数，这是一个描述爆破漏斗大小，爆破性质，抛掷堆积情况等因素的重要相关系数。
通常把n=1的爆破称为标准抛掷爆破，其漏斗称为标准抛掷爆破漏斗；n＞1的爆破称为加强抛掷爆破或扬弃爆破；0.75<n<1的爆破称为加强松动或减弱抛掷爆破；n≤0.75的爆破称为松动爆破。
平坦地形的松动爆破结果，只能看到岩土破碎和隆起，并没有爆破漏斗可见。
岩石爆破破岩机理
岩石爆破破岩机理论文导读：岩体在冲击荷载的作用下产生应力波或冲击波，它在岩体中传播，引起岩石变形乃至破坏。
炸药爆炸首先形成应力脉冲，使岩石表面产生变形和运动。
爆生气体膨胀力引起岩石质点的径向位移，由于药包距自由面的距离在各个方向上不一样，质点位移所受的阻力就不同，最小抵抗线方向阻力最小，岩石质点位移速度最高。
破碎的岩石又在爆生气体膨胀推动下沿径向抛出，形成一倒锥形的爆破漏斗坑。
岩体中爆炸应力波在自由面反射后形成反射拉伸波引起岩石破碎，岩石的破坏形式是拉应力大于岩石的抗拉强度而产生的，岩石是被拉断的。
同样，反射拉伸波也加强了径向裂隙的扩展。
关键词：爆炸，气体膨胀，应力波，爆破，自由面，径向裂隙岩体在冲击荷载的作用下产生应力波或冲击波，它在岩体中传播，引起岩石变形乃至破坏。
炸药爆炸首先形成应力脉冲，使岩石表面产生变形和运动。
由于爆轰压力瞬间高达数千乃至数万兆帕，从而在岩石表面形成冲击波，并在岩石中传播。
1、爆生气体膨胀作用炸药爆炸生成高温高压气体，膨胀做功引起岩石破坏。
爆生气体膨胀力引起岩石质点的径向位移，由于药包距自由面的距离在各个方向上不一样，质点位移所受的阻力就不同，最小抵抗线方向阻力最小，岩石质点位移速度最高。
正是由于相邻岩石质点移动速度不同，造成了岩石中的剪切应力，一旦剪切应力大于岩石的抗剪强度，岩石即发生剪切破坏。
破碎的岩石又在爆生气体膨胀推动下沿径向抛出，形成一倒锥形的爆破漏斗坑。
2、爆炸应力波反射拉伸作用岩体中爆炸应力波在自由面反射后形成反射拉伸波引起岩石破碎，岩石的破坏形式是拉应力大于岩石的抗拉强度而产生的，岩石是被拉断的。
岩石爆破破碎正是爆生气体和爆炸应力波综合作用的结果。
因为冲击波对岩石的破碎作用时间短，而爆生气体的作用时间长，爆生气体的膨胀促进了裂隙的发展；同样，反射拉伸波也加强了径向裂隙的扩展。
岩体内最初裂隙的形成是由冲击波或应力波造成的，随后爆生气体渗入裂隙并在准静态压力作用下，使应力波形成的裂隙进一步扩展。
4-爆破破岩机理 (3)
这种学说以爆炸动力学为基础，揭示了应力波引起岩石破碎的作 用机理。这种学说没有考虑爆轰气体的破坏作用。其基本观点如下： ① 爆轰波对药包周围岩壁的冲击压缩作用，在岩壁中激发形成冲 击波，并进而衰减为向外传播的径向压缩应力波。 ② 当岩石为弹性介质时，此径向压缩应力波首先引起岩石的径向 弹性位移，进而引起岩石的切向拉伸变形和切向拉伸应力。当岩石的 动态抗拉强度低于此拉伸应力时，就会使岩石产生切向拉伸破坏，形
到自由面的最短距离叫爆破漏斗可见深度，如图4-9中h 所示。 ⑦爆破漏斗张开角，即爆破漏斗的顶角，如图4-9中 的θ所示。
2)爆破作用指数（crater index）
爆破漏斗底圆半径与最小抵抗线的比值称为爆破作用指数，
用n表示，即：
r n W
（4-1）
爆破作用指数n值的变化，直接影响到爆破漏斗的大小、岩
中所起的作用，认为岩石的破坏是应力波和爆轰气体共同作
用的结果。其基本观点如下： 爆轰波的传播速度和波阵面上的压力大大高于爆轰气体 产物膨胀产生的压力和传播速度。爆轰波首先作用于药包周 围的岩壁上，在岩石中激发形成冲击波并很快衰减为应力波。 冲击波可使药包附近的岩石产生“压碎”现象，而应力波可 在压碎区域之外产生径向裂纹和环向裂纹，形成弹性破坏区。
随着药包埋深的减小，爆破漏斗体积减小，炸药用于破碎、抛
掷岩石和声音的能力逐渐增大。介于临界深度和最佳深度之间的药包埋
深称为过渡深度hg ；
4.3 装药量计算的基本原理
目前，在岩土工程爆破中，精确计算装药量(charge quantity)的问题尚未得到圆满解决。工程技术人员更多的是在 各种经验公式的基础上，结合实践经验确定装药量。其中，体积 公式是装药量计算中最为常用的一种经验公式。
第一部分爆破作用基本原理
• 燃烧：炸药在火焰或热作用下可能引起燃烧。燃
烧的速度一般比较慢，但当燃烧生成的气体或热 量不能及时排出时，可能导致爆炸。因此，当遇 到炸药燃烧时，切不可采用砂土覆盖去灭火。
1.1 炸药爆炸的基本要素
• 爆炸：当炸药受到足够大的外能作用时，会发生
猛烈的化学反应，引起炸药爆炸。爆炸反应传播 速度保持在稳定值时的化学反应称为爆轰。这时 炸药的能量释放最充分、最集中。
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
特定形状药包：将炸药做成特定的药包，用以 达到特定的爆破作用。应用最广泛的是聚能爆 破法，把药包外壳的一端加工成圆锥形或抛物 面形的凹穴，使爆轰波按圆锥或抛物线形凹穴 的表面聚集在它的焦点或轴线上，形成高速射 流，击穿与它接触的介质的某一特定部位。这 种药包在军事上用做破甲弹以穿透坦克的外壳 或其他军事目标，在工程上用来切割金属板材、 大块的二次破碎以及在冻土中穿孔等。
1.3 单个药包在介质中的爆破作用
试验证明，在岩石性质、炸药品种和药包埋置深度均 相同的情况下，改变装药量Q的大小即可获得爆破作 用指数不同的爆破漏斗。此外，爆破单位体积炸药消 耗量随着爆破作用指数的不同而变化。因此，装药量 可视为爆破作用指数n的函数。故各种不爆破作用的 装药量的计算通式可表示为：Q=K标W3f（n），其中f （n）=0.4+0.6n3称为爆破作用指数；K为单位用药 量系数或称单耗等。K值在某种意义代表岩石的可爆 性，与岩石的物理力学性质、岩层结构、节理、风化 程度等有关。可通过爆破试验或经验确定。
第五章 岩石爆破基本原理
第5章 岩石爆破基本原理第1节 爆破破碎原理炸药在岩体内爆炸瞬间释放出巨大的能量，使岩体产生不同程度的变形和破坏。
为了达到低能耗、高效率破碎岩体的目的，并能有效地控制爆破产生的各种危害，就必须了解爆炸荷载作用下岩体的变形与破坏规律，分析爆破破碎原理，指导爆破设计与施工。
只有这样，才能合理地确定爆破参数和有效地控制爆破作用。
由于炸药的爆炸反应是高温、高压和高速的瞬态过程，岩体性质和爆破条件复杂多变，加之爆破工作具有较大的危险性，因此给直接观测和研究岩体的爆破破坏过程造成了极大的困难。
迄今为此，人们对岩体爆破作用过程仍然了解得不透彻，尚不能形成一套完整而系统的爆破理论。
尽管如此，随着长期实践经验的积累和现代科学技术的发展，借助先进的爆破测试技术以及模拟爆破试验，对爆破作用原理的研究取得了较大的进展，提出了多种岩体爆破机理的观点，在一定程度上反映了岩体的爆破破坏规律，具有一定的指导意义和实用价值。
一、爆破作用的基本原理1． 爆破破坏作用的基本观点爆破破坏作用的观点很多，大致可归纳为如下三种：（1） 爆轰气体破坏作用的观点。
从静力学的观点出发，认为药包爆炸后，产生大量的高温、高压气体。
这种气体膨胀产生的推力作用在药包周围的岩壁上，引起岩石质点的径向位移。
当药包埋深不大时，在最小抵抗线方向（即地表方向），岩1石移动的阻力最小，运动速度最高。
由于存在不同速度的径向位移，在岩体中形成剪切应力，当这种剪切应力超过岩石的动态抗剪强度时就会引起岩石破裂。
在爆轰气体膨胀推力作用下，自由面附近的岩石隆起、开裂，并沿径向方向推出，如图5—1。
这种观点不考虑冲击波的破碎作用。
（2） 应力波破坏作用观点。
从爆炸动力学的观点出发，认为药包爆炸产生强烈的冲击波，冲击、压缩周围的岩体，造成邻近药包的岩体局部压碎，之后冲击波衰减为压应力波继续向外传播。
当压应力波传播到岩体界面（自由面）时，产生反射拉应力波，若此拉应力波超过岩石的动态抗拉强度时，从界面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏，如图5—2所示。
岩石爆破机理
岩石爆破机理岩石爆破机理是指通过引爆爆炸剂，利用高温高压波来破坏岩石体的一种技术。
岩石爆破主要应用于矿山、铁路、公路等工程领域，在工程建设中具有不可替代的作用。
岩石爆破的机理可以分为三个阶段。
首先是能量释放阶段。
当炸药引爆后，化学反应会产生大量的热能和气体，使炸药的体积瞬间膨胀，形成高压气体。
这些气体以极高的速度向四周扩散，并向岩体传递动能。
其次是能量传递阶段。
高速扩散的气体和爆炸波经过瞬时的相互作用，使高温、高压的爆炸波向周围的岩石体传递能量。
能量在岩石体内迅速传播，导致岩石内部出现严重的应力集中，有些区域的应力值甚至超过了岩石强度的极限。
最后是破裂扩展阶段。
在超过岩石强度极限的作用下，岩石裂缝开始扩展，形成一个新的界面。
裂缝的扩展会引起更多应力集中，导致更多岩石的破碎。
随着裂缝的扩展，岩石的破坏面逐渐增大，最终整个岩体被炸碎成了可便于运输和处理的小块岩石。
需要注意的是，岩石爆破的机理涉及许多参数的影响，如炸药种类和量、爆轰波的能量、岩石强度和裂隙结构等。
合理的设计和选择炸药量以及爆破参数，是保证爆破效果和决定爆破成本的重要因素。
此外，岩石爆破也会对环境产生一定的影响，如爆炸噪声和振动等。
为了避免对环境造成过多的破坏，需要在爆破前进行周围环境的评估和监测，并采取相应的防护措施。
综上所述，岩石爆破机理是应用基本物理原理实现大规模岩石破碎的一种技术。
通过合理的设计和参数选择，可以取得良好的爆破效果，同时也需要注意对环境的保护与治理。
作为一种高效的矿业采石或建筑物拆除方法，岩石爆破在减少劳动力和时间成本上具有重要意义。
岩石爆破理论
5岩石爆破理论5.1岩石爆破破坏基本理论炸药爆炸引起岩石破坏，这是一个高能转化释放、传递作功的过程。
在这个过程中，岩石受力情况极其复杂，而历时又极为短暂，因此要正确地解释岩石爆破破碎机理，就极为困难，人们已作了多年的努力，仍没有一个确切全面的唯一的解释，而是各执一词。
但将多类解释的基本观点和理论依据归类，可概括为三大假说：5.1.1 爆生气体膨胀作用理论这种理论是从静力学的观点出发，认为：岩石的破碎主要是由爆炸气体产物的膨胀压力引起。
(1) 炸药爆炸时，产生高压膨胀气体，在周围介质中形成压应力场。
炸药爆炸生成大量气体产物，在爆热的作用下，处于高温高压的状态，而急剧膨胀，这些膨胀气体以极高的压力作用于周围介质，而形成压应力场。
(2) 气体膨胀推力使质点产生径向位移，而产生径向压应力，其衍生拉应力，产生径向裂隙。
很高的压应力场，势必使周围岩石质点发生径向移动，这种位移又产生径向压应力，形成径向压应力的传递；质点在受径向压应力时，将产生径向压缩变形，而在切向伴随有拉伸变形生产，这个拉伸应变就是径向压应力所衍生的切向拉应力所产生。
当岩石的抗拉强度低于此切向拉应力时，就将产生径向裂隙；岩石的抗拉强度远远地小于抗压强度（常为其1/10～1/15），所以拉伸破坏极易发生，而形成径向裂隙。
(3) 质点移动所受阻力不等，引起剪切应力，而导致径向剪切破坏。
质点位移受到周围介质的阻碍，阻力不平衡在介质中就会引起剪切应力，若药包附近有自由面时，质点位移的阻力在最小抵抗线方向最小，其质点位移速度最高，偏离最小抵抗线方向阻力增大，质点位移速度降低，这样在阻力不等的不同方向上，不等的质点位移速度，必然产生质点间的相对运动而产生剪切应力。
在剪切应力超过岩石抗剪强度的地方，将发生径向剪切破坏。
(4) 当介质破裂，爆炸气体尚有较高的压力时，则推动破裂块体沿径向朝外运动，形成飞散。
上述破坏发生将消耗大量的爆炸能，如果爆炸气体还有足够大的压力，则将推动破碎岩块作径向外抛运动，若压力不够就可能仅是松动爆破破坏，而没有抛散，甚至只是内部爆破。
第三章爆破破岩机理(lihw)
爆轰波冲击和压缩着药包周围的岩壁， 在岩壁中激发形成冲击波并很快衰减为应力 波。 此应力波在周围岩体内形成裂隙的同时
向前传播，当应力波传到自由面时，产生反
射拉应力波（图3-1）。
当拉应力波的强度超过自由面处岩石的 动态抗拉强度时，从自由面开始向爆源方向 产生拉伸片裂破坏，直至拉伸波的强度低于
等引起径向位移的不等，导致在岩石中形成剪切应力。
当这种剪切应力超过岩石的抗剪强度时，岩石就会产
生剪切破坏。当爆轰气体的压力足够大时，爆轰气体
将推动破碎岩块作径向抛掷运动。
观点依据：
①岩石发生破坏的时间在爆炸气体作用的时间 内。 ②炸药中冲击波的能量仅占炸药总能量的 5%~15%。
对该观点的评论： 全面阐述了爆炸气体在岩石破碎中的作用。
际而为大多数研究者所接受。其基本观点如下：
爆轰波波阵面的压力和传播速度大大高 于爆轰气体产物的压力和传播速度。 爆轰波
首先作用于药包周围的岩壁上，在岩石中激
发形成冲击波并很快衰减为应力波。冲击波
在药包附近的岩石中产生“压碎”现象，应
力波在压碎区域之外产生径向裂隙。
随后，爆轰气体产物继续压缩被冲击波 压碎的岩石，爆轰气体“楔入”在应力波作 用下产生的裂隙中，使之继续向前延伸和进 一步张开。当爆轰气体的压力足够大时，爆 轰气体将推动破碎岩块作径向抛掷运动。
对于不同性质的岩石和炸药，应力波与爆轰气
体的作用程度是不同的。
在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不
偶合系数（本章第五节）较小的条件下，应力波的
破坏作用是主要的；
在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较
爆破基本原理
A爆破技术员应知应会的基本原理一、岩石炸药单耗确定原理和方法1岩石炸药单耗确定之经验法2岩石炸药单耗确定之类比法爆破各种岩石的单位炸药消耗量K值表3、岩石炸药单耗确定之爆破漏斗试验法最小抵抗线原理：药包爆炸时，爆破作用首先沿着阻力最小的地方，使岩（土）产生破坏，隆起鼓包或抛掷出去，这就是作为爆破理论基础的“最小抵抗线原理”。
药包在有限介质内爆破后，在临空一面的表面上会出现一个爆破坑，一部分炸碎的土石被抛至坑外，一部分仍落在坑底。
由于爆破坑形状似漏斗，称为爆破漏斗。
若在倾斜边界条件下，则会形成卧置的椭圆锥体如图2.6.14当地面坡度等于零时，爆破漏斗成为倒置的圆锥体（图2.6.15）。
mDl称为可见的爆破漏斗，其体积V mDl与爆破漏斗V mOl之比的百分数E0，称为平坦地形的抛掷率；r0（漏斗口半径）与W（最小抵抗线）的比值n称为平地爆破作用指数。
当r0=W时，n=1，称为标准抛掷爆破。
在水平边界条件下，其抛掷率E=27%。
标准抛掷漏斗的顶部夹角为直角。
当r0>W，则n>1，称为加强抛掷爆破。
抛掷率>27%。
漏斗顶部夹角大于90°。
当r0<W，则n<1，称为减弱抛掷爆破。
抛掷率<27%。
漏斗顶部夹角小于90°。
实践证明，当n<0．75时，不能形成显著的漏斗，不发生抛掷现象，岩石只能发生松动和隆起。
通常将n=0．75时称为标准松动爆破，n<0．75称为减弱松动爆破。
装药量是工程爆破中一个最重要的参量。
装药量确定得正确与否直接关系列爆破效果和经济效益。
尽管这个参量是如此重要，但是由于岩石性质和爆破条件的多变性，炸药爆轰反应和岩石破碎过程的复杂性，因此一直到现在尚没有一个比较精确的理论计算公式。
长期以来人们一直沿用着在生产实践中积累的经验而建立起来的经验公式。
常用的经验公式是体积公式，它的原理是装药量的大小与岩石对爆破作用力的抵抗程度成正比。
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爆生气体的膨胀作用
爆炸应力波反射拉伸作用假说
这种学说以爆炸动力学为基础，认为应力波是引起岩 石破碎的主要原因。这种学说忽视了爆轰气体的破坏作 用，也忽视了压应力的作用，其基本观点如下：
爆轰波冲击和压缩药包周围的岩壁，在岩石中激发形 成冲击波并很快衰减为应力波。 此应力波在周围岩体内形 成裂隙的同时向前传播，当应力波传到自由面时，产生反 射拉应力波，当拉应力波的强度超过自由面处岩石的抗拉 强度时，从自由面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏，直 至拉伸波的强度低于岩石的动态抗拉强度处时停止。自由 面形成片落爆破漏斗。（外——内）
霍普金森压杆试验示意图
不同药量的岩石压杆爆破试验
自由面附近应用波的发射作用
岩石条爆破试验：
１－雷管； ２－炸药； ３－岩石条试件； ４－粉碎区； ５－裂隙区； ６－震动区； ７－片落区
霍普金森效应
试验：在岩石压杆的一端安置炸药，起爆后，靠近炸 药一端的岩石被炸碎，压杆中间部分没有明显的破坏， 而杆件的另一端则被拉断呈许多块。
作 用下产生的裂隙中，使之继续向前延伸和进一步张开。当 爆轰气体的压力足够大时，爆轰气体将推动破碎岩块作径 向抛掷运动。自由面的反射拉伸作用同样也加强了径向裂 隙的扩展，并造成岩石片落。
岩石爆破破坏机理的三种假说（综合）
对于不同性质的岩石和炸药，应力波与爆轰气体的作 用程度是不同的。
在坚硬岩石、高猛度炸药、偶合装药或装药不偶合系 数较小的条件下，应力波的破坏作用是主要的。
原理：炸药爆炸后，在岩石压杆中产生沿压杆轴向传 播的爆炸压缩应力波，到达压杆的另一端遇端面（自由 面）将发生反射，形成拉伸应力波反射入压杆，当此拉 伸波的拉应力值高于岩石的抗拉强度时，岩石将从该端 被拉断，随着反射波的传播，拉断的块数增多，直至拉 应力小于岩石的抗拉强度停止
爆生气体和爆炸应力波综合作用假说
爆破破岩基本机理 和计算原理
4.1 岩石爆破理论发展阶段 4.2 岩石中的爆炸应力波 4.3 岩石爆破作用 4.4 炸药在岩石中的爆破破坏过程 4.5 爆破漏斗理论 4.6 光面爆破和预裂爆破 4.7 4.8 聚能效应 4.9 装药量计算原理 4.10 影响爆破效应的因素
4.1 岩石爆破理论发展阶段
从古代至今，采用炸药爆炸来破碎岩体仍然是一种最有效的方法。 炸药爆炸作用下，岩体是如何破碎的呢？
早在1613年德国人马林（Marlin）、韦格尔（Weigel） 在弗雷帕格（Freisberg）矿山首先用炸药开掘坑道，开创 了爆破采矿的历史。
国内外学者们经过长期探索，包括高速摄影技术、现场爆破试验和 计算机模拟技术，提出了岩石爆破机理的种种假说。
这种学说认为，岩石的破坏是应力波和爆轰气体共同 作用的结果。这种学说综合考虑了应力波和爆轰气体在岩 石破坏过程中所起的作用，其基本观点如下：
炸药爆炸后在岩石中激发形成冲击波并很快衰减为应 力波。冲击波在药包附近的岩石中产生“压碎”现象，应
力 波在压碎区域之外产生径向裂隙。随后，爆轰气体产物继 续压缩被冲击波压碎的岩石，爆轰气体“楔入”在应力波
岩石爆破机理早期发展阶段主要为 L.W.利文斯顿的爆破 理论、流体动力学理论以及炸药量与岩石破碎体积成比例 理论。
4.1 岩石爆破理论发展阶段
直到20世纪60年代日野熊雄的冲击波拉伸破坏理论的出 现，标志着早期爆破理论发展阶段的结束，爆破机理发展 第二阶段的开始。
岩石爆破理论发展的第二阶段主要提出了岩石爆破机理 的三种假说：
1）爆生气体膨胀推力作用假说； 2）爆炸应力波反射拉伸作用假说； 3）爆生气体和爆炸应力波综合作用假说。
爆生气体膨胀推力作用假说
这种学说从静力学观点出发，认为岩石的破碎主要是 由于爆轰气体的膨胀压力引起的。这种学说忽视了岩体中 冲击波和应力波的破坏作用，其基本观点如下：
药包爆炸，产生大量高温高压气体，这些爆炸气体迅 速膨胀并以极高的压力作用于药包周围的岩壁上，形成压 应力场。当岩石的抗拉强度低于压应力在切向衍生的拉应 力时，将产生径向裂隙。作用于岩壁上的压力引起岩石质 点径向位移，由于不同方向受力不等引起径向位移速度不 等，导致在岩石中形成剪切应力。当剪切应力超过岩石抗 剪强度时，岩石即产生剪切破坏。破碎岩块又在爆轰气体 推力作用下沿径向抛出，形成爆破漏斗坑。（内——外）
爆炸应力波在距爆源不同距离的区段内可表现为：爆炸 冲击波、爆炸应力波和爆炸地震波。在爆源近区是冲击 波，具有陡峭的波阵面并以超声速传播，波阵面前后的 岩石状态参数（压力、密度、温度、岩石质点移动速度） 都发生突跃变化。冲击波在传播过程中能量消耗大、衰 减快。随着距离增大，冲击波衰变为压缩应力波，波头 变缓，以声速传播，能量衰减较慢。随传播距离增大， 应力波又衰变为周期性振动的地震波。
炸药在岩土介质中爆炸发展图像
1)岩石中爆炸应力波的演变
炸药在岩土介质中爆炸发展图像（续）
2) 冲击载荷作用下岩石的变形及其对应的各种应力波
★ 岩石爆破破坏机理的三种假说: 1）爆生气体膨胀推力作用假说； 2）爆炸应力波反射拉伸作用假说； 3）爆生气体和爆炸应力波综合作用假说。
★ 装药爆破作用： ＊内部作用：岩石在炸药作用下发生破坏的物理过程 ＊外部作用：爆破漏斗
一、岩石爆破破坏机理的三种假说
由于岩石是一种非均质、各向异性的介质，爆炸本身 又是一个高温高压高速的变化过程，炸药对岩石破坏的整 个过程在几十微秒到几十毫秒内就完成了，因此研究岩石 爆破作用机理是一项非常复杂和困难的工作。尽管如此， 理论研究方面仍取得重大成果，归结起来岩石爆破破坏机 理有三种假说
在松软岩石、低猛度炸药、装药不偶合系数较大的条 件下，爆轰气体的破坏作用是主要的。
工程爆破实践中应根据岩石条件、爆破效果要求，合 理选择炸药 岩石中爆炸应力波
炸药在岩石中的爆炸时，最初施加在岩石上的是冲击荷 载，在极短的时间内上升到峰值压力，而后又迅速下降， 爆炸载荷的整个作用过程很短。在此冲击荷载作用下， 岩石内激起爆炸应力波。冲击压缩岩石，造成岩石破坏。