第一部分爆破作用基本原理
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爆破原理及爆破方法第一节爆破作用原理一、岩体爆破破坏机理爆破是当前破碎岩石的主要手段。
关于岩石等脆性介质爆破破坏机理,有许多假设,按其基本观点,归纳起来有爆轰气体膨胀压力作用破坏论、应力波及反射拉伸破坏论、冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用破坏论三种。
1.爆轰气体膨胀压力作用破坏论该理论认为炸药爆炸所引起脆性介质(岩石)的破坏,使其产生大量高温高压气体,它所产生的推力,作用在药包四周的岩壁上,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破裂,当爆轰气体的膨胀推力足够大时,会引起自由面四周的岩石隆起,鼓开并沿径向推出。
这种观点完全否认冲击波的动作用,这是不符合实际的。
2.应力波反射拉伸破坏论该理论认为药包爆炸时,强大的冲击波冲击和压缩四周岩石,在岩石中激发成激烈的压缩应力波,当传到自由面反射变成拉伸应力波,其强度超过岩石的极限抗拉强度时,从自由面开始向爆源方向产生拉伸片裂破坏作用。
这种理论只从爆轰的动力学观点出发,而忽视了爆生气体膨胀做功的静作用,因而也具有片面性。
3.冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用破坏论该理论认为爆破时,岩石的破坏是冲击波和爆轰气体膨胀压力共同作用的结果。
但在解释岩石破碎的原因是谁起主导作用时仍存在不同的观点,一种认为冲击波在破碎岩石时不起主要作用,它只是在形成初始径向裂隙时起了先锋作用,但在大量破碎岩石时则主要依靠爆轰气体膨胀压力的推力作用和尖劈作用。
另一种观点则认为爆破时岩石破碎谁起主要作用要取决于岩石的性质,即取决于岩石的波阻抗。
关于高波阻抗的岩石,即致密坚韧的整体性岩石,它对爆炸应力波的传播性能好,波速大。
关于低波阻松软而具有塑性的岩石,爆炸应力波传播的性能较差,波速较低,爆破时岩石的破坏主要依靠爆轰气体的膨胀压力;关于中等波阻抗的中等坚硬岩石,应力波和爆轰气体膨胀压力同样起重要作用。
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爆破工程概述:一.爆破与爆炸爆破:爆炸作用于周围介质的破坏效应结果。
爆炸:物质内能的高速释放过程,分化学爆炸和物理爆炸炸药爆炸属于化学爆炸,指炸药在一定的起爆能的作用下,在瞬时内发生化学分解产生高温和高压的气体。
二.基本概念1.冲击波:炸药爆炸后对相邻介质的冲击压力以波的形式向四周传播,使介质受到一定程度的破坏。
2.炸轰波:炸药在局部引爆后迅速扩展到全体,从引爆到爆炸全部结束在炸药中传播的化学反应能的波的形式。
二者的关系1、炸轰波是介质中冲击波的激发源,即介质中的冲击波是由炸药爆炸时产生炸轰波引起的2、炸轰波是与炸药同时发生反应的冲击波,它是在炸药中传播的冲击波,而冲击波是指在岩体介质中传播的波。
3、炸轰波与冲击波在炸药中以同一速度传播,但炸轰波总比冲击波滞后一个时段。
第一节爆破的基本原理及药量计算一.无限均匀介质的爆破作用1.基本假定①药包是球形②药包是放在无限介质中③介质是均匀的各向同性2.爆破作用范围压缩圈(粉碎圈)R c抛掷圈 R松动圈(破裂圈)R p震动圈 R z二.有限介质的爆破作用1.基本概念:临空面:爆破介质与空气的交界面自由面:不同介质的交界面声抗阻系数:ρc(ρ为介质的密度kg/m3,c为纵波传播速度m/s)2.临空面发射拉应力的破坏作用透射波产生的应力σt=2σi/(1+N)反射波产生的应力σr=2σi(1-N)/(1+N)σi为爆破冲击波产生的应力,N=ρ1c1/ρ2c2,两介质的声抗阻系数之比。
临空面的作用可见:当药包在介质1中爆破N=1时,σr=0即:不会形成反射应力波N<1时,σtσr均为压缩波不同N=0(即在空气中爆破,岩石面受到加倍的压缩作用)N>1时,σt透射压缩波σr反射拉伸波不同N→ (即在岩石中爆破,应力波向临空面发射,全部生成反射拉伸波,可能引起岩石的破坏)可看出充分利用自由面的存在对爆炸应力波的作用,一般地,每增加一个自由面,单位耗药量减少10%~20%,即提高爆破能量利用率具有十分重要的意义。
爆破作用原理01 应力集中stress concentration物体内某一点的应力比相邻部分的应力积累显著增大的现象。
构造形变是应力或能量的释放过程,因而运动必将最先在那些应力积累最大而岩体强度又相对最小的地方发生。
因此,物体或岩体的不均一性或力学性质有突然改变的地方,为应力集中处。
02 应力差stress difference一般情况下,在岩石变形过程中,三个主应力是不相等的,最大主应力和最小主应力之差称应力差。
它是引起变形的因素,应力差愈大,引起的岩石变形愈明显。
03 应变分析strain analysis某点的应变分析,指分析该点所经历的任何微小线段的应变情况。
04 平面波plane wave波前是平面(无曲率)的波,可能是由非常远的震源产生的波,是地震和电磁波分析中通用的假设,并不绝对与现实情况一样。
05 平面波分解plane-wave decomposition求一组平面波的振幅、相位及传播方向,使它们相加的结果逼近给定的任意波前。
反过来说,就是把任意波前分解为合成它的一组平面波。
06 平面波前planar wavefront地震波的波前面为平面的波前。
实际平面波前是不存在的,但在远离震源的地方可以认为局部一段地震波前是平面。
07 柱面波cylindrical wave波前为圆柱面的一种波动。
08 球面波spherical wave波前为同心球面的波,是由点源产生的。
球面波的波前应力以距波源的距离成反比的速率衰减。
09 球面波前spherical wavefront在任意时间由点源产生的地震脉冲的给定相位所形成的曲面。
如果速度随位置而变化,则该面不一定是球面。
10 体波body waves通过介质体内部进行传播的纵波与横波。
11 纵波primary wave也称P波。
质点在波的传播方向运动的弹性体波,在常规地震勘探或声波测井中使用该波。
12 切变波shear wave也称横波,S波。
爆破基本原理范文一、能量释放能量释放是爆破作用的核心,是由爆炸物在爆炸反应中释放出来的。
爆炸物是一种能够在短时间内发生剧烈化学反应的物质。
它由氧化剂和还原剂组成,当这两种物质发生反应时,会产生大量的热能和气体。
这些热能和气体的释放是由于反应中的原子、分子之间的键断裂和形成,破坏和重组了原来的化学键。
在反应过程中,氧化剂会将还原剂中的电子转移到自己的分子中,从而使自身被还原,而还原剂会失去电子而被氧化。
这样的氧化还原反应是爆炸反应的基础。
氧化剂和还原剂之间的反应是极为剧烈的,由于反应速率极快,会造成大量的热能的释放。
此外,反应还会产生大量的气体。
在爆破中,产生的气体会在短时间内产生极高的压力,从而产生爆炸冲击波。
爆炸冲击波是爆炸物释放的能量沿着爆炸物周围的介质传播形成的。
冲击波的连续产生会导致周围物体和建筑结构的破坏。
二、破裂效应破裂效应是爆破作用的表现形式,是爆炸能量释放的结果。
当爆炸物释放的能量超过了周围物体的承受能力时,会引起物体的破裂。
破裂效应是爆炸物能量释放和传播的直接反映。
爆破作用的破坏效果取决于爆炸物的爆破性能、装药形式、装药方式、环境条件等多种因素。
爆炸物的爆破性能主要通过爆炸速度、爆炸温度和爆炸压力来衡量。
爆炸速度越快,爆炸温度越高,爆炸压力越大,破坏效果越明显。
不同类型的物体对爆炸冲击波的响应也不同。
一般来说,坚固的物体对冲击波有较好的耐受能力,而空气中的气泡、松散状的物质和空腔则对冲击波的侵袭较为敏感。
这也是为什么爆炸物对于人体和建筑物等脆弱物质的破坏效果较显著的原因。
爆破的基本原理是依靠化学爆炸释放巨大能量来实现。
通过合理选择和控制爆炸物的类型、数量、装药方式等参数,可以达到预期的爆破效果。
爆破技术广泛应用于矿山、隧道、建筑拆除等领域,为人类的建设和发展提供了重要的支撑。
爆破⼯程复习⼤纲爆破⼯程复习⼤纲第⼀章炸药爆炸基本理论1.何谓爆炸现象?有何特点?⼀般地说,压⼒急剧释放的现象都可称为爆炸。
⽕药的快速燃烧、炸药爆轰都是爆炸、从核爆到锅炉、煤⽓罐爆裂,岩爆也都是爆炸。
爆炸现象的主要特点有(1)在极短时间内产⽣⾼温、⾼压⽓体的骤然膨胀;(2)在爆炸点周围介质中发⽣急剧的压⼒突跃;(3)伴有声、光现象。
2.爆炸现象哪⼏类?根据其本质的不同可分为三类(1)物理爆炸;(2)化学爆炸;(3)核爆炸。
3.形成化学爆炸的必要条件是什么?化学爆炸的必要条件是(1)爆炸过程必须放出⼤量的热量;(2)化学反应过程必须是⾼速的;(3)化学反应过程应能⽣成⼤量的⽓体产物。
4.什么是炸药?炸药的主要成分是什么,各起何作⽤?炸药是在⼀定条件下,能够发⽣快速化学反应,放出能量,⽣成⽓体产物,显⽰爆炸效应的化合物或混合物,主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)四种元素组成,其中O 为氧化剂,C、H为还原剂,N为载氧体。
5.起爆药和猛炸药各有何特点?起爆药主要有雷汞、氮化铅、⼆硝基重氮酚等,其主要特点是感度⾼,威⼒不⼤,仅做起爆⽤。
猛炸药分单质猛炸药和混合猛炸药。
单质猛炸药主要有梯恩梯、⿊索⾦、特屈⼉、太安、硝化⽢油等。
主要的混合猛炸药有铵梯类炸药、铵油类炸药、铵松蜡炸药、浆状炸药、⽔胶炸药、乳化炸药等⼯业炸药。
猛炸药的主要特点是感度⼩、威⼒⼤,作为炮孔、弹体主装药,被起爆后对介质做功,威⼒⼤。
6.什么是炸药的起爆?起爆能的形式主要有哪⼏种?起爆是指在外部起爆能作⽤下,炸药从不稳定状态到稳定状态的化学体系变化过程。
起爆能的形式主要有:热能、机械能和爆炸冲能。
7.什么是炸药的感度?研究炸药感度有何意义?炸药感度是指炸药在外能作⽤下发⽣爆炸反应的难易程度。
感度⾼的,所需起爆能⼩。
研究炸药感度的意义是(1)关系到炸药在制造、运输、搬运、储存、使⽤过程中的安全。
(2)关系到装药能否安全起爆,对爆破效果有重要作⽤。
第六章爆破基础知识第一节爆破原理一、炸药及爆炸的一般特征1、炸药及其主要特征炸药是在外界能量作用下,自身进行高速的化学反应,同时产生大量的高温高压气体和热量。
炸药的主要特征是:(1)具有相对稳定性和化学爆炸性。
(2)在微小的体积中蕴藏有大量能量。
(3)能够依靠自身的氧化实现爆炸反应。
2、炸药爆炸及其三要素(1)反应过程中能放出大量的热。
放出大量的热是化学爆炸进行所必须具备的首要条件。
(2)炸药反应速度快.反应速度快是是形成爆炸的必须条件,也是爆炸反应的特点之一。
(3)能生成大量的气体立物。
炸药爆炸后生成大量的气体,如二氧化碳、氧气和水蒸气,还产生一些有毒气体如一氧化碳和氮的氧化物.这些气体在膨胀过程中,能对周围介质发生破坏,把炸药的能量转换为机械能。
总之,炸药爆炸必须同时具备三个要素,三者又是相互相系的。
所以,高温、高压高速是炸药爆炸的重要特点。
二、炸药爆轰理论基础知识(一)炸药的起爆和感度1、炸药的起爆炸药在未受外界能量作用时,处于相对稳定状态。
利用炸药进行爆破作业时,必须由外界给予足够的能量,使炸药的局部活化,失去平衡,发生爆炸反应,使炸药局部失去相对稳定状态到开始发生爆炸反应的过程称为起爆。
井下爆破工程常用的起爆能有爆炸能和热能.2、炸药的感度炸药材料在在外界能量作用下,引起炸药爆炸的难易程度称为感应度。
炸药的感应的必须适中,以6号和8号雷管能够起爆为宜.(二)炸药的殉爆炸药(主爆药)爆轰时引起与相隔一定距离的另一炸药(受爆药)爆轰的现象称为殉爆.主爆药与受爆药之间发生殉爆的概率为100%的最大距离,称为殉爆距离。
对一定量的炸药来说,殉爆距离越大,表明爆感度越高。
产生殉爆现象的原因,主要是由于受爆药接受了主爆药卷的爆炸气流和冲击波形式传来的足够的激发能量.(三)炸药爆炸的稳定性传播(1)传爆,炸药由起爆到爆炸结束的过程中,爆炸反应在炸药中自行传播的过程称为传爆.(2)冲击波和爆轰波。
炸药起爆后,产生大量的热能和气体,形成了高温、高压、瞬间膨胀并高速运行的气浪,这种气浪具有极大的冲击作用,即冲击波。