精品课程《爆破工程》ppt课件第四章爆破工程地质
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武汉理工大学
第四章 爆破工程地质
主要内容 ：
4.1 岩石基本性质 4.2 岩石中应力冲击波 4.3 岩石分级
4.4 地质条件对爆破影响 4.5 爆破对工程地质条件影响
4.6 爆破工程地质堪察 （略）
24.11.2020
.
2
第一节 岩石基本性质
密度 s（density）
容重 （ Bulk density）
不产生波的反射。
② c 2 p2 1cp1 时 r 0 t 0
有反射波，也有透射波
③ c 2 p2 1cp1 时
r i tБайду номын сангаас 2i
叠加的结果使交界面处的应力值为入射应力波的
两倍，此交界面即为固定端。
④ c 2 p2 1cp1 时
r i t 0
入射压缩波全部反射成拉伸波，而没有透射波产生
.
11
爆炸冲击动荷载对岩石的加载作用
爆炸冲击动荷载对岩石的加载作用与静载相比，有如下几个特点：
1
2
3
冲击荷载作用下形 成的应力场（应力 分布及大小）与岩 石性质有关；
静载则与岩性无关 。
冲击加载是瞬时 性的，一般为毫秒 级；
静载则通常超 过10s。
爆炸荷载在传播 过程中，具有明显 的波动特性，其质 点除失去原来的平 衡位置而发生变形 和位移外，尚在原 位不断波动 。
6
应力波引起的介质变形
应力波引起的介质变形
（a）纵波；（b）横波；（c）勒夫波；（d）瑞利波；（e）瑞利波质点运动方向
24.11.2020
.
7
应力波叠加
波的叠加性
当两个扰动同时传到某一点时， 那么这点的总状态参量等于两个扰动 分别抵达这点的代数和，这便叫波的 叠加性。
顺、逆两波遇叠 加, 便成为一个合成状态波 。
距系数。
E
爆破安全计算中的不逸出半径、地表破
坏圈范围，以及爆破振动计算中的有关
系数。
D
各种岩石的爆后松散系数，抛
掷堆积计算的抛距系数和塌散
系数。
C
单位炸药消耗量的确定
B
炸药品种选择
A
24.11.2020
.
14
对爆破的影响的有关地质
A
B
C
结构面
地形
特殊地质条件
24.11.2020
.
15
第五节 爆破对工程地质条件影响
24.11.2020
.
12
第三节 岩石分级
土壤及岩 石分类
不仅可以确定工程所在岩石的开挖方法、判断岩石爆破的难易 程度，而且可以作为计算承包单价、编制投标书的依据。
岩石可钻 性分级
（Drillability）
岩石可钻性是表示钻凿炮孔难易程度的一种岩石坚固性指标。
岩石可 爆性分
级
（Blastability）
A
B
C
爆破对保留岩体破坏
爆破对边坡稳定性影响
爆破对水文地质条件影响
24.11.2020
.
16
武汉理工大学
岩石可爆性（或称爆破性）表示岩石在炸药爆炸作用 下发生破碎的难易程度。它是动载作用下岩石物理力学性 质的综合体现。
24.11.2020
.
13
第四节 地质条件对爆破的影响
在进行具体的爆破设计时，下述设计计算参数的选取与岩性有密切的关系：
进行爆破漏斗及方量计算时采用的压缩圈系数、
上破裂线系数、预留保护层厚度系数、药包间排
由冲击端面产生的变形
24.11.2020
.
5
波
24.11.2020
波的种类
根据波的传播位置
体积波 表面波
在介质内部传播的波 只沿介质体的边界面传播的波
根据介质质点振动方向
.
勒夫波 瑞利波 纵波 横波
介质体表面质点在垂直于波 的传播方向成水平横向振动 介质质点沿椭圆形轨迹运动 同波的传播方向一致 同扰动传播方向垂直
（ porousness）
孔隙率
物理性质
岩石风化程度
24.11.2020
岩石波阻抗 （ wave impedance）
岩石波阻抗为岩石中纵波波速（C）
与岩石密度 s的乘积 。
.
3
岩石主要力学性质
①弹性 ②塑性 ③脆性
岩石的变形特征 A
B
岩石的强度特性
力学性质
①单轴抗压强度 ②单轴抗拉强度
C
弹性模量E （Elastic modulus）
B C
24.11.2020
勒夫波
勒夫波是在层状岩石中沿层面传播的表面波。其中质点在垂直传播方 向的水平横向方向上作剪切形式的振动，没有垂直运动分量。
地震波
地震波是质点作周期性振动的弹性波，是质点作谐振动而形成的正弦波。
地震波的破坏作用主要绝对于质点振速。 与天然地震比较，爆炸地震的特点是：震源能量小，影响范围不大，持 续时间短，频率高，其强度、传播方向和持续时间能预计并加以控制。
⑤ c 2 p2 1cp1 时
r 0 t 0
既有透射压缩波，又有反射拉伸波。
.
9
应力波反射和透射（2）
(B) 应 力 波 向 ，交 界 面 倾 斜 入 射
纵波倾斜入射
24.11.2020
.
10
表面波和地震波
A
瑞利波
瑞利波是沿自由面传播的表面波。波通过时，自由面上质点在垂直的 射线平面内作反向椭圆运动，长轴垂直自由面，短轴平行自由面。
波的叠加性
24.11.2020
.
8
应力波反射和透射（1）
(A) 应 力 波 从 ，交 界 面 垂 直 入 射
24.11.2020
纵波垂直入射
r Rri t Rti
Rr
2cp2 2cp2
1cp1 1cp1
Rt
22cp2 2cp2 1cp1
① c 1 p1 2cp2 时 r 0 t i
③抗剪强度
泊松比
D 岩石风化程度
（Poisson’s ratio）
24.11.2020
.
4
第二节 岩石中应力波
应力波
岩石在急剧变化的载荷作用下，既产生运动，又产生变形 。其质点便失去原 来的平衡而发生变形和位移，而形成扰动。一个质点的扰动必将引起相邻质点的 扰动。这种扰动的传播叫做波；同时，变形将引起质点之间的应力和应变，这种 应力、应变的变化的传播叫做应力波或应变波。
第四章 爆破工程地质
主要内容 ：
4.1 岩石基本性质 4.2 岩石中应力冲击波 4.3 岩石分级
4.4 地质条件对爆破影响 4.5 爆破对工程地质条件影响
4.6 爆破工程地质堪察 （略）
24.11.2020
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2
第一节 岩石基本性质
密度 s（density）
容重 （ Bulk density）
不产生波的反射。
② c 2 p2 1cp1 时 r 0 t 0
有反射波，也有透射波
③ c 2 p2 1cp1 时
r i tБайду номын сангаас 2i
叠加的结果使交界面处的应力值为入射应力波的
两倍，此交界面即为固定端。
④ c 2 p2 1cp1 时
r i t 0
入射压缩波全部反射成拉伸波，而没有透射波产生
.
11
爆炸冲击动荷载对岩石的加载作用
爆炸冲击动荷载对岩石的加载作用与静载相比，有如下几个特点：
1
2
3
冲击荷载作用下形 成的应力场（应力 分布及大小）与岩 石性质有关；
静载则与岩性无关 。
冲击加载是瞬时 性的，一般为毫秒 级；
静载则通常超 过10s。
爆炸荷载在传播 过程中，具有明显 的波动特性，其质 点除失去原来的平 衡位置而发生变形 和位移外，尚在原 位不断波动 。
6
应力波引起的介质变形
应力波引起的介质变形
（a）纵波；（b）横波；（c）勒夫波；（d）瑞利波；（e）瑞利波质点运动方向
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应力波叠加
波的叠加性
当两个扰动同时传到某一点时， 那么这点的总状态参量等于两个扰动 分别抵达这点的代数和，这便叫波的 叠加性。
顺、逆两波遇叠 加, 便成为一个合成状态波 。
距系数。
E
爆破安全计算中的不逸出半径、地表破
坏圈范围，以及爆破振动计算中的有关
系数。
D
各种岩石的爆后松散系数，抛
掷堆积计算的抛距系数和塌散
系数。
C
单位炸药消耗量的确定
B
炸药品种选择
A
24.11.2020
.
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对爆破的影响的有关地质
A
B
C
结构面
地形
特殊地质条件
24.11.2020
.
15
第五节 爆破对工程地质条件影响
24.11.2020
.
12
第三节 岩石分级
土壤及岩 石分类
不仅可以确定工程所在岩石的开挖方法、判断岩石爆破的难易 程度，而且可以作为计算承包单价、编制投标书的依据。
岩石可钻 性分级
（Drillability）
岩石可钻性是表示钻凿炮孔难易程度的一种岩石坚固性指标。
岩石可 爆性分
级
（Blastability）
A
B
C
爆破对保留岩体破坏
爆破对边坡稳定性影响
爆破对水文地质条件影响
24.11.2020
.
16
武汉理工大学
岩石可爆性（或称爆破性）表示岩石在炸药爆炸作用 下发生破碎的难易程度。它是动载作用下岩石物理力学性 质的综合体现。
24.11.2020
.
13
第四节 地质条件对爆破的影响
在进行具体的爆破设计时，下述设计计算参数的选取与岩性有密切的关系：
进行爆破漏斗及方量计算时采用的压缩圈系数、
上破裂线系数、预留保护层厚度系数、药包间排
由冲击端面产生的变形
24.11.2020
.
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波
24.11.2020
波的种类
根据波的传播位置
体积波 表面波
在介质内部传播的波 只沿介质体的边界面传播的波
根据介质质点振动方向
.
勒夫波 瑞利波 纵波 横波
介质体表面质点在垂直于波 的传播方向成水平横向振动 介质质点沿椭圆形轨迹运动 同波的传播方向一致 同扰动传播方向垂直
（ porousness）
孔隙率
物理性质
岩石风化程度
24.11.2020
岩石波阻抗 （ wave impedance）
岩石波阻抗为岩石中纵波波速（C）
与岩石密度 s的乘积 。
.
3
岩石主要力学性质
①弹性 ②塑性 ③脆性
岩石的变形特征 A
B
岩石的强度特性
力学性质
①单轴抗压强度 ②单轴抗拉强度
C
弹性模量E （Elastic modulus）
B C
24.11.2020
勒夫波
勒夫波是在层状岩石中沿层面传播的表面波。其中质点在垂直传播方 向的水平横向方向上作剪切形式的振动，没有垂直运动分量。
地震波
地震波是质点作周期性振动的弹性波，是质点作谐振动而形成的正弦波。
地震波的破坏作用主要绝对于质点振速。 与天然地震比较，爆炸地震的特点是：震源能量小，影响范围不大，持 续时间短，频率高，其强度、传播方向和持续时间能预计并加以控制。
⑤ c 2 p2 1cp1 时
r 0 t 0
既有透射压缩波，又有反射拉伸波。
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应力波反射和透射（2）
(B) 应 力 波 向 ，交 界 面 倾 斜 入 射
纵波倾斜入射
24.11.2020
.
10
表面波和地震波
A
瑞利波
瑞利波是沿自由面传播的表面波。波通过时，自由面上质点在垂直的 射线平面内作反向椭圆运动，长轴垂直自由面，短轴平行自由面。
波的叠加性
24.11.2020
.
8
应力波反射和透射（1）
(A) 应 力 波 从 ，交 界 面 垂 直 入 射
24.11.2020
纵波垂直入射
r Rri t Rti
Rr
2cp2 2cp2
1cp1 1cp1
Rt
22cp2 2cp2 1cp1
① c 1 p1 2cp2 时 r 0 t i
③抗剪强度
泊松比
D 岩石风化程度
（Poisson’s ratio）
24.11.2020
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第二节 岩石中应力波
应力波
岩石在急剧变化的载荷作用下，既产生运动，又产生变形 。其质点便失去原 来的平衡而发生变形和位移，而形成扰动。一个质点的扰动必将引起相邻质点的 扰动。这种扰动的传播叫做波；同时，变形将引起质点之间的应力和应变，这种 应力、应变的变化的传播叫做应力波或应变波。