爆破工程4第五章---岩石中的爆破作用原理
露天矿线路工程第4章爆破作用原理
1.5
Ⅶ
软弱
致密黏土、较弱的烟煤、坚固的冲积层、黏土质土壤
Ⅶ*
软弱
轻砂质黏土、黄土、砾石
Ⅷ
土质岩石 腐殖土、泥煤、轻砂质土壤、湿砂
Ⅸ 松散性岩石 砂、山麓堆积、细砾石、松土、采下的煤
Ⅹ 流砂性岩石 流沙、沼泽土壤、含水黄土及其他含水土壤
1 0.8 0.6 0.5 0.3
12
7
(一)爆破漏斗的几何要素 R：爆破作用半径；
R W 2 r2 W 1 ( r )2 W 1 n2 W
式中：n —爆破作用指数, n r ;
r —爆破漏斗半径； W
W —最小抵抗线； P—爆破漏斗可见深度。
8
1 松动爆破漏斗(n<0.75) ——碎石堆在原处(电铲原地采装)； 2 减弱抛掷爆破漏斗(0.75<n<1) —— 降段； 3 标准抛掷爆破漏斗(n=1) ——埋沟 ； 4 加强抛掷漏斗(n>1)——平山头 。
波作用造成；
塑性岩石(石灰岩、砂岩等),爆炸破坏作用主要是爆生气体膨胀
作用造成。
6
第四节 爆破漏斗
露天矿爆破工程都是在有自由面条件下进行的。炸药爆炸 后形成三个破碎区、裂隙区、片落区。
如果药包埋置离自由面较近，则药包与自由面之间的岩石 会破碎脱离岩体，最后形成爆破漏斗。 ① 松动漏斗：漏斗内破碎的岩石只向上隆起； ② 抛掷漏斗：部分破碎岩石抛出漏斗外。
3
二、岩石在不同应变率作用下的应力应变
应变率(ε)：岩石在外载作用下的变形速度。 应变率不同，岩石的应力-应变关系不同。
1 低变形率(ε)时的岩石力学特性
四个阶段：
① OA阶段,裂隙密合阶段,原生裂隙
(应力)
岩石爆破作用基本原理和作用共173页文档
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。
弹药工程及爆炸技术工程爆破-教学大纲
《工程爆破》课程教学大纲课程代码：110142302课程英文名称： Blasting and explosion technology课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0适用专业：弹药工程与爆炸技术大纲编写（修订）时间：2017.11一、大纲使用说明（一）课程地位及教学目标本课程是弹药工程专业的专业主干课程，在本科教学中起着重要的作用，在弹药与爆破技术专业课程中发挥示范性、辐射性的引领作用。
通过本课程的学习，不仅让学生学习与掌握比较丰富的工程爆破的原理及其应用，而且让学生了解与把握爆破工程学科发展的现状与趋势，对于开阔学生视野，拓展专业知识，加深对爆破工程施工的认识具有重要意义。
（二）知识、能力及技能方面的要求1. 了解工程爆破技术的发展趋势和现状；2. 掌握爆破工程施工设计的基本理论；3. 掌握不同类型工程爆破的施工操作设计；4. 对简单的工程能够设计爆破施工方案。
（三）实施说明1.教学方法：本课程涉及多个学科类别，所涉及的技术门类和问题十分广泛和复杂，不同类型的爆破技术，在实际爆破中所遇到的问题也大不相同。
同时，爆破技术是在不断飞速发展，且工程性很强的技术。
为了适应爆破工程的这些特点，本课程在教学设计上，结合专业特点，精选教学内容；依据现代教学理念，探索新颖授课方式；丰富课外作业形式，延伸课程教学内容；加强实践教学环节，培养实践创新能力。
通过以上的教学方法，增加学生对本课程的兴趣。
2.教学手段：课程采取了课堂理论教学、现场工程爆破操作教学录像、多媒体教学，将来可增加实验环节等教学方式，充分调动了学生的积极性，提高了学生的创造性思维能力和自主性学习能力。
也充分利用网络课程资源和多媒体手段，不断充实课堂教学内容，实现了教学的现代化。
（四）对先修课的要求工程力学、岩体力学等。
（五）对习题课、实验环节的要求1.习题的要求：通过适量的复习题加强对所学内容的理解和掌握，使学生得到对爆破作业机理的深入理解，特别使学生对爆破工程设计基本原理、爆破参数的计算和选择、装药量计算、爆破网路设计等得到训练。
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。
水利工程施工爆孔资料
水利工程施工爆孔资料一、爆破原理爆破是利用高能量物质爆炸释放大量气体和冲击波作用于岩石或土壤，使其瞬间破碎的一种工程技术。
爆破的原理主要包括以下几点：1. 爆破能量爆破能量是指在爆破作业中释放的能量大小，通常用TNT当量表示。
根据爆炸物的类型和量来确定爆破能量，确保能够达到破碎目标。
2. 爆炸波传播爆炸波是由爆炸物爆炸产生的高速气体流动形成的冲击波，具有很强的破碎作用。
在爆破作业中，要合理设计爆破方案，控制爆炸波的传播方向和范围，避免对周围环境造成危害。
3. 爆破碎石爆破作业通过释放大量能量，使岩石或土壤瞬间破碎成小颗粒，便于后续清理和处理。
根据工程需要，可以调整爆破参数，控制碎石的粒度和分布。
二、爆破方案设计在水利工程施工中，爆破方案设计是至关重要的一环，直接影响到爆破效果和安全性。
爆破方案设计主要包括以下几个步骤：1. 确定爆破目标首先要明确爆破目标，包括岩石或土壤的种类、硬度、裂缝情况等。
根据实际情况确定爆破区域和爆破参数，制定合理的方案。
2. 爆破参数计算根据爆破目标和工程要求，计算爆破参数，包括爆炸物种类、爆破孔径和深度、装药量、起爆方式等。
要确保每一项参数都符合安全标准，避免意外事件发生。
3. 爆破孔设计根据爆破参数，设计爆破孔的位置、排列方式和布点密度。
要保证爆破孔的布置合理，达到最佳的爆破效果，避免形成过量岩屑和碎石。
4. 安全考虑在爆破方案设计过程中，要充分考虑安全因素，做好爆破区域的封闭和警示工作，确保周围人员和设施的安全。
同时要对爆破作业进行严格监控，保证施工过程中不发生危险事件。
三、安全措施在水利工程施工中，爆破作业是一个高风险的环节，必须严格遵守安全操作规程，采取有效的安全措施。
以下是一些常见的安全措施：1. 确保爆炸物品质选用正规渠道采购的爆炸物，严禁使用劣质产品或过期物品。
避免装药失效或爆炸事故发生。
2. 制定详细方案在爆破作业前，必须制定详细的爆破方案，并经过专业人员审查批准。
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
` `
安全工程爆破工程考点归纳
西南科技大学安全工程爆破工程考点归纳1.炸药的化学反应形式：热分解、燃烧、爆炸（爆轰）。
2。
炸药爆炸三要素：反应过程中释放大量的热能、反应过程必须高速进行、反应必须产生大量的气体.3。
常见的起爆能有:热能、机械能、爆炸冲能4.对应的炸药感度有：热感度、机械感度、爆炸冲能感度5.猛度：表示炸药对其邻近介质产生局部的压缩、粉碎或者击穿作用的能力.6.爆力：表示炸药爆炸对周围介质整体的压缩、破坏和抛移作用的能力。
7。
炸药氧平衡计算题、根据氧平衡率计算混合炸药配比的方法P338。
炸药的热化学参数：爆容、爆温、爆压、爆热爆容：单位质量的炸药爆炸后生成的气体在标态下的体积。
爆热：单位质量的炸药在定容条件下爆炸瞬间所释放的热量。
爆压：炸药爆轰结束后，爆炸产物在初始体积内达到热平衡时的流体静压值。
爆温：炸药爆轰结束后,爆炸产物在初始体积内达到热平衡时的温度。
9.按炸药使用条件分类：露天炸药（只能用于露天)、岩石炸药（地下和露天爆破工程中使用)、煤矿许用炸药（安全炸药）10.工业炸药的基本要求：性能良好，有足够的威力,破岩效果好；敏感度适中；物理、化学性质稳定，规定储存期内不易发生变质；近似零氧或零氧平衡,产生有毒气体少；防潮或防水；材料价格低廉，原料广泛,制作工艺简单。
11。
聚能穴的作用：使起爆能量相对集中，增加雷管底部的起爆能力.12.径向间隙效应(沟槽效应）:药包装入炮孔中，药包与孔壁存在一定的径向间隙时，使爆轰波的传播发生衰减,直至熄灭的现象。
13.氧化剂:95％以上是以硝酸铵为主要成分的混合炸药。
14.含水炸药主要有：浆状炸药、水胶炸药、乳化炸药15.电爆网路连接形式：串联、并联、混合联16。
起爆时,流经每个电雷管的电流应满足:一般爆破，交流电不小于2。
5A，直流电不小于2A；硐室爆破，交流电不小于4A，直流电不小于2.5A17.电爆网络最佳连接计算P63页18.岩石的阻抗波：指岩石中纵波速度与岩石密度的乘积。
5.岩石爆破破碎机理
11/18/2019
26
（3）爆破能量的计算
1）临界深度W c 当岩石条件、炸药条件一定时，炸药埋置深度 达到一定深度后，炸药的爆破作用只限于岩体 内部作用，此时炸药埋深的上限。
1
Wc EbQc3
（5-20）
2）最佳深度 W 0
当岩石条件、炸药条件一定时，炸药埋置深度 逐渐减小，爆破漏斗体积达到最大时，炸药的 埋置深度。
11/18/2019
9
②环状裂隙的形成
当爆炸压应力波通过破裂区时，由于岩石受到 强烈的压缩而储蓄了一部分弹性变形能。当压 应力波通过后，这部分能量就会释放出来，从 而引起岩石质点的向心运动而产生径向拉伸应 力。如果这个拉伸应力值高于岩石动抗拉强度， 就会在岩石中产生环状裂隙（即岩石出现卸载 拉伸断裂）。
11/18/2019
27
2.爆破漏斗特性
根据利文斯顿爆破漏斗理论，对爆破漏斗进行 研究，得到如下结论
图5-11花岗岩爆破漏斗特性曲线
11/18/2019
图5-12铁燧石爆破漏斗特性曲线
28
图5-13 不同岩石的爆破漏斗特性曲线 图5-14不同炸药的花岗岩爆破漏斗特性曲线
1-花岗岩；2-砂岩；3-泥土岩
此时的最小抵抗线 计算方法应按下式 计算
W
l2
1 2 l1
（5-34）
图5-15 柱状装药垂直于自由面
11/18/2019
34
（2）柱状药包平行于自由面 1）标准抛掷沟槽爆破
Q qbW 2l
（5-35）
2）非标准抛掷沟槽爆破
Qf nqbW2l（5-36）
图5-16 柱状装药平行于自由面
1-铵油炸药；2-浆状炸药；3-含铝浆状炸药
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、冲击波和爆轰气体膨胀压力共同 作用的观点
这派观点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。
四、岩体爆破的损伤力学观点
长期以来，在岩体爆破机理研究中主要围绕爆破主 动力问题展开，对于岩体破坏准则仍沿用岩体静力 学方法，采用拉应力破坏理论、莫尔破坏理论等。 这种简化处理可用于解决不含地质结构面的岩石破 裂问题。
（一）应力波的传播
传播的大致过程：炸药在岩体中爆炸引起的瞬时巨大压 力 ，压力以极高的速度冲击药包四周的岩石，在岩石 中激发出传播速度比声速还大的冲击波（或叫爆炸应力 波）。在离药包稍远的地点，由于波的衰减，这些非弹 性过程终止，而开始出现弹性效应，衰减后的冲击波已 变成只能引起岩石质点振动而不能引起岩石破裂的弹性 扰动，这种弹性扰动以弹性应力波或地震波的形式向外 传播
应力波按其传播的途径不同可以分为两大类：一类是在 岩体内部传播的，叫做体积波；一类是沿着岩体内、外 表面传播的叫做表面波。
体积波按波的传播方向和传播途中介质质点扰动 方向的关系又可分为纵波和横波两种。纵波又叫 压缩波，它的特点是波的传播方向和传播途中介 质质点的运动方向是一致的，这种波在传播过程 中会引起物体产生压缩和拉伸变形。横波又叫剪 切波，它的特点是波的传播方向和传播途中介质 质点的运动方向相垂直。在传播过程中它会引起 物体产生剪切变形。
1.应力波垂直入射
图5—4表示入射的一种三角形波从自由面反射的过 程。设入射的应力波是压缩应力波，从左向右传播， 如图中的a所示。波在到达自由面以前，随着波的 前进，介质承受压缩应力的作用。当波到达自由面 时立即发生反射。图中的b表示三角波正在反射过 程中，图中的c表示波的反射过程已经结束。反射前 后的波峰应力值和波形完全一样，但极性完全相反， 由反射前的压缩波变为反射后的拉伸波，由原介质 中返回，随着反射波的前进，介质从原来的压缩应 力下被解除的同时，而承受拉伸应力。
3.弹性震动区破裂区以外的岩体中，由于应 力波引起的应力状态和爆轰气体压力建立 起的准静应力场均不足以使岩石破坏，只 能引起岩石质点作弹性振动，直到弹性振 动波的能量被岩石完全吸收为止，这个区 域叫弹性震动区或地震区。
震动区半径可按下式估算：
R s(1.5~2.8)3Q
（二）爆破的外部作用
当药包在岩体中埋置很浅，即爆破作用能达 到自由面，即在半无限介质中的爆破，这种 情况的爆破叫做爆破的外部作用。
2．应力波倾斜入射
应力波呈倾斜向自由面入射时，情况非常复 杂。入射波不管是纵波还是横波，经过自由 面反射以后，都要再度生成纵波和横波这两 种波来。
第三节 爆破时岩体中的应力状态
一、应力波在岩体中传播时引起的应力状态
当药包爆轰时的爆轰波传到药包与岩石的接 触面时，一部分爆轰波会反射回来，一部分 爆轰波则以猛烈冲击的方式透射入岩体中， 在岩体内激发出一种波峰压力很高的脉冲应 力波，这种脉冲应力波叫做爆炸应力波或岩 体中的冲击波。
作用区，应力衰减大致与传播距离的平方成正比；在地震
波作用区，应力的衰减大致与传播距离成线性关系。此外，
球形药包产生的冲击波，其衰减速度比柱形药包快。冲击
波在松软或多裂隙岩石中传播比在均质、致密的整体岩石
中衰减要快。冲击波在岩体中传播时，其波阵面上的压力
衰减规律可以用下列经验公式来表示：
P
Pr
r0 r
这种情况如图5—9所示。按照岩石的破坏 特征，大致可将它分为三个区域。
1.压碎区(压缩区) 这个区是指直接与药包 接触的岩石。
在冲击载荷作用下呈现明显脆性的坚硬岩 石，则被压碎；对于可压缩性比较大的软 岩（如塑性岩石、土壤和页岩等）则被压 缩成压缩空洞，并且在空洞表层形成坚实 的压实层。因此，压碎区又叫压缩区。
冲击波在岩体内传播过程中，它的强度随着距爆源距 离的增加而衰减。
根据波的性质、形状和作用性质的不同，可将冲击波 的传播过程大致分为三个作用区，如图5—5所示。冲 击波作用区 、压缩应力波作用区 、弹性振动区 。
冲击波在传播过程中衰减的一般规律是：在冲击波作用区，
应力衰减大致与传播距离的三次方成正比。在压缩应力波
大量的调查统计发现，岩体爆破过程中80％以上的 破裂面是沿岩体中的各种原生结构面（节理、层理 等）产生，因而近年来在岩体爆破理论研究中又引 入了损伤力学方法，提出了岩体爆破机理的损伤力 学观点。
该观点视岩体裂隙为初始损伤，各种结构弱面和 微缺陷为潜在的损伤发展源，认为岩体破裂是损 伤积累所致。当岩体损伤变量达到某一临界值时， 岩体产生破裂。
n
（5—1）
P式r—中P——冲—击离波药初包始的的距波离峰为压力r处，的k冲Pa击；波r波—峰—压距力药，包k的P距a；离，
n m； —r0—药包的半径，m；
应力波作—用—区指取数“，-”n；21，冲击波作用区取“+”，压缩
——岩石的泊松比。
（二）应力波在岩体中引起的应力状态
爆炸应力波在岩体中引起的应力状态不但随时间不 同而变化，而且随离药包的远近而变化，表现为动 的应力状态。
2.在冲击载荷作用下，在承载体中诱发出的应力 是局部性的，在承载体内部产生了明显的应力不 均匀性。
3.在冲击载荷作用下，承载体的反应是动态的。
二、应力波
物体若受到爆炸或其他冲击载荷作用时，在 物体的内部就会产生过渡性的扰动现象，这 种现象叫做波动。
物体内的应力是以波动方式传播的，这种波 动方式的应力叫做应力波，对爆破来说这种 应力波是由爆炸冲击加载产生的，所以叫做 爆炸应力波。
冲击载荷是一种动载荷，特点是加载的速度快和 作用的时间短。
将物体受冲击载荷作用下的情况和一般静载荷相 比，它是以特殊形态反应出来的，其主要特征如 下：
1.在冲击载荷作用下，承受载荷作用的物体的自 重非常重要。冲击载荷作用下所产生力的大小， 作用的持续时间和力的分布状态等等，主要取决 于加载体和受载体之间的相互作用。
二、应力波反射拉伸破坏论
这派观点从爆轰的动力学观点出发。认为药 包爆破时，强大的冲击波冲击和压缩周围的 岩石，在岩石中激发成强烈的压缩应力波。 当这种应力波传到自由面时，从自由面反射 而成拉伸应力波，当这种波的强度超过岩石 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。这派观点完全否 认了爆轰气体膨胀的推力作用。
表面波可分为瑞利波和勒夫波两类。瑞利波的传 播方式与纵波相似，会引起物体产生压缩和拉伸 变形。勒夫波与横波相似，会引起物体产生剪切 变形。爆破时体积波特别是纵波能使岩石产生压 缩和拉伸变形，是爆破时造成岩石破裂的重要原 因。
（二）应力波的反射
应力波和其他波动一样，如果在它的传播过 程中遇到岩石中的层理面、节理面、断层面 和自由面，或者在传播过程中介质性质发生 了变化时，那么应力波的一部分会从交界面 反射回来，另外一部分应力波则透射过交界 面进入第二种介质，应力波的反射因其入射 的角度不同有两种不同的反射情况，一种是 应力波呈垂直入射，另一种是应力波呈倾斜 入射。
利用岩体爆破的损伤力学方法，目前基本上可以 实现爆破范围的计算机模拟。
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
作用在岩壁上，在岩体中各点的主应力 和 的1
作用方2向如图5—8所示，该应力分布状态与图5—7
中的应力分布状态极为相似。
第四节 单个药包的爆破作用 一、单个集中药包的爆破作用
（一）爆破的内部作用
当药包在岩体中的埋置深度很大，其爆破 作用达不到自由面，即在无限介质中的爆 破，这种情况下的爆破作用叫做爆破的内 部作用 。
第五章 岩石中的爆破作用原理 第一节 岩石破碎机理的几种观点
炸药在岩石中爆破时所释出的能量只有少部 分用于破碎岩石，而大部分能量都消耗在产 生空气冲击波、地震波、噪声和飞石等有害 效应方面，炸药在岩石中爆破时它的能量利 用率很低（有人认为只有15~20%），大部分 能量都白白浪费掉了。
迄今为止，人们对岩石的爆破作用过程仍然 了解得不透彻，不同而形成三种假说 。
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。
在爆炸应力波作用的大部分范围内，它是以压缩应 力波的方式传播的，其引起的岩石应力状态可以近 似地采用弹性理论来研究和解析。
爆炸应力波从爆源向自由面倾斜入射时，在自由面 附近岩石中某点的应力状态是复杂的，由爆源向四 周岩体中发射的应力波主要是纵波。
如图5—6所示，设自由面方向为横轴，最小抵抗
线方向为竖轴，O点为炸药包中心（即爆源），
（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。
岩体中任一点A的应力为三者的合成，由合成应
力引起的三个主应力为
，
1
2，
3
。
当拉伸主应力 3 出现极大值时，自由面附近岩
体中各点的主应力
示。
和
1
2 的方向如图5—7所
自由面对应力极大值的变化产生很大的影 响：一般来说在自由面附近所产生的压缩 主应力极大值比无自由面时所产生的要小； 拉伸主应力极大值则正好与此相反，它比 无自由面时所产生的要大，爆源离自由面 越近，拉伸主应力的增长越显著，这意味 着自由面附近的岩石是处于比较容易破坏 的拉伸应力状态下这充分说明自由面对爆 破效果的提高起着重要的作用。