劈砖中的力学分析
爆破中的力学问题 (力学与科学技术-同济大学)
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一
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对地面冲击力:
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振动速度(cm/s)
1、地面冲击力产生的振动波会对爆破点周围的建筑、高压管道、
地下结构等产生破坏作用，因此应控制冲击力峰值。
2、或在地面开挖壕沟来减弱振动波的传递。
由于采用了大规模现浇的结构，四平大楼的承重墙体不但牢固，而且要比普 通墙体更窄，有些墙体的厚度只有15厘米。墙体薄，对爆破的直接影响就是单孔 的有效装药量明显减少，为了达到预定的爆破效果，这次爆破的钻孔量达到了空 前的1.8万多个，装药量达400多公斤。
大楼平面呈罕见的s形弯曲，因此此次爆破采用了分割分次定向倾倒的爆破方 法，整个大楼分为4个主体，爆破时随着4声巨响，大楼呈东西南北4个方向分别 倾倒，中间延时分别为0.7秒、2.5秒、3.5秒。从第一声爆破声到全部倒塌在10秒 以内。
视 察 台
第 二 组 静 桩
第 一
组
静 桩
为使高层建筑在原地坍塌，爆破中使用分段内向折叠坍塌技术。 则通过爆破充分破坏外侧承重结构，使结构绕内侧形成一个铰接， 依靠重力转矩作用下使框架上部结构和侧向构件向内折叠倒塌。
(5)
(4)
(3)
(2)
(1)
转动力偶为： M M i m1e1 m2e2 miei
西湖第一高楼爆破
高层建筑拆除爆破
高耸结构拆除爆破
冷却塔爆破
大型结构物拆除
沈阳五里河体操场爆破
围堰爆破
市政工程的爆破拆除
百林大桥爆破
砖块断裂的原理是什么
砖块断裂的原理是什么
砖块断裂的原理是指在外部力的作用下，砖块内部产生不可逆的破坏，从而导致砖块的断裂。
砖块作为一种常见的建筑材料，具有较高的强度和耐久性，但是在受到超过其承载能力的外力作用时，砖块会发生破裂。
砖块断裂的原理主要包括以下几个方面：
1. 应力集中：应力是指单位面积上的力，当外部力作用在砖块上时，砖块会产生内部应力。
而在砖块内部存在着孔洞、缺陷或异质性等因素，这些因素会导致砖块内部应力的不均匀分布，产生应力集中。
应力集中会在一部分区域形成较高的应力强度，进而引发砖块的破坏。
2. 疲劳破坏：当外部力作用于砖块上时，砖块会产生应力。
如果外力的作用是“重复性的、周期性的”，就会形成应力的变化，并且会出现非零的张应变。
长时间内应力的反复作用使得砖块内部晶粒结构和晶界发生变化，从而引发疲劳破坏。
疲劳破坏是一种逐渐发展的断裂过程，通常会先出现细小的裂纹，然后逐渐扩大，最终导致砖块的断裂。
3. 断裂韧性：断裂韧性是指砖块在承受外部力时，所能抵抗裂纹扩展的能力。
通常情况下，断裂韧性越高，砖块的抗拉强度越高，耐久性也越强。
断裂韧性与砖块内部微观结构的均匀性、晶粒大小、晶界结构和孔隙率等因素有关。
当砖块内部出现裂纹时，如果砖块具备较高的断裂韧性，就能够抵抗裂纹的进一步扩展，
延缓砖块的破坏。
总体而言，砖块断裂的原理是外部力作用下，砖块内部的应力集中、疲劳破坏和断裂韧性的变化所导致的破坏过程。
为了提高砖块的抗断裂能力，可以从砖块的材料选择、制造工艺、结构设计等方面着手，充分考虑砖块的强度和耐久性，以提高砖块的使用寿命和安全性。
高中物理“劈”和“楔”的力学原理
高中物理“劈”和“楔”的力学原理
例、人们把刀、斧等切割工具等的刃部叫做劈，而一头厚一头薄的斜面木料叫做楔。
劈能轻而易举地劈开坚硬的物体，楔可使物体间接触的更紧密。
古代有这样一个传说：明朝年间，苏州的虎丘塔因年久失修，塔身倾斜，有倒塌的危险．当时，有人建议用大木柱将其撑住，可这样又大煞风景．后来有一位和尚把木楔一个一个地从塔身倾斜一侧的砖缝中敲进去，结果扶正了塔身．试说明其力学原理．解析：因为楔的纵截面是一个三角形，使用它们的时候，在其背上加一个力F，这个力产生的效果就使楔（劈）的两个侧面形成两个推压物体的力F N，在F N的作用下，楔把物体楔紧．设它们的纵截面是一个等腰三角形，楔宽BC=d，它们的侧面长度BA=l，如图所示．由三
角形相似原理可得：，所以，若三角形的顶角∠BAC=θ，
则有，故可得
由此可知：当F一定时，θ角越小，F N就越大，因此，越薄的楔就越容易钉进物体中．若取θ=3°，F=350N，代入上式可得：，这个力能把670kg的物体举起来，一个楔产生如此大的力，那么多个楔支撑起塔身，将其扶正也就不足为奇了．显然，和尚正是利用了楔的这个力学原理，在此，力也被“放大”了．。
手劈砖头的原理
手劈砖头的原理
手劈砖头是一种常见的破坏实物的表演技巧，其原理基于物理学中的力学原理。
具体来说，手劈砖头的原理可以分为以下几个步骤：
1. 选取砖头：首先需要选取一块比较薄且脆弱的砖头，通常是在角度砖堆中选出的。
2. 集中力量：表演者将实施手劈砖头的手臂和手部肌肉集中在一起，以增加对砖头的打击力度。
3. 调整击打的位置和角度：表演者需要准确地调整手部位置和击打角度，以便将力量聚集在砖头的特定位置，从而使其更容易被破坏。
4. 击打砖头：表演者在表演时用力打击砖头，通过迅速聚集的力量将其击碎。
手劈砖头的原理并不是依靠单纯的力量，而是利用力的聚集和释放，同时也需要准确的击打位置和角度。
这样，即使砖头相对脆弱，也能够被打破。
需要注意的是，手劈砖头需要一定的技巧和经验，以避免对手自身造成伤害。
因此，在没有足够的专业知识和训练的情况下，不建议尝试手劈砖头。
锻造裂纹的力学分析和组织分析
（一）形成裂纹的力学分析
热应力早在高温冷却初期即产生， 热应力早在高温冷却初期即产生，而淬火组织应力则在较低 的温度（ 以下 时才开始出现； 以下） 的温度（Ms以下）时才开始出现；冷至室温后的最终残余内 应力， 应力，其大小与分布情况取决于热应力与组织应力在每一瞬 时相互叠加作用的结果。 时相互叠加作用的结果。 对于无同素异构转变的锻件， 对于无同素异构转变的锻件，在锻后空冷或其它缓慢的冷却 过程中，热应力通常并不引起严重后果。 过程中，热应力通常并不引起严重后果。虽然冷却初期温差 较大，表层为拉应力（中心部分受压应力）， ），但因温度较高 较大，表层为拉应力（中心部分受压应力），但因温度较高 塑性较好，不致引起开裂；冷却后期温差不太大， ，塑性较好，不致引起开裂；冷却后期温差不太大，且表层 受压应力，所以也不引起开裂。奥氏体（ 受压应力，所以也不引起开裂。奥氏体（如 50Mn18Cr4WN 的任何大断面锻件都可以直接空冷而不需缓冷， ）的任何大断面锻件都可以直接空冷而不需缓冷，甚至水淬 时也不产生裂纹。 时也不产生裂纹。 组织应力在较低温度下才开始发生，这时材料塑性较低， 组织应力在较低温度下才开始发生，这时材料塑性较低，这 是造成冷却时开裂的主要原因。 是造成冷却时开裂的主要原因。高速钢冷却裂纹及马氏体不 锈钢冷却裂纹附近没有氧化脱碳现象也证明了这一点。 锈钢冷却裂纹附近没有氧化脱碳现象也证明了这一点。
（一）形成裂纹的力学分析
对于马氏体不锈钢即使采取一些缓冷措施， 对于马氏体不锈钢即使采取一些缓冷措施，仍必须退火后 才能进行酸洗，否则在腐蚀时易出现应力腐蚀开裂。 才能进行酸洗，否则在腐蚀时易出现应力腐蚀开裂。 加热时温度分布及其变化情况与冷却时正相反， 加热时温度分布及其变化情况与冷却时正相反，升温过程 中表层温度超过心部温度，并且导热性越差，断面越大， 中表层温度超过心部温度，并且导热性越差，断面越大， 温差也越大。对于热应力，这时表层受压内层受拉， 温差也越大。对于热应力，这时表层受压内层受拉，在受 拉应力区由于温度低，塑性差有可能形成开裂。 拉应力区由于温度低，塑性差有可能形成开裂。在加热初 期金属尚处于弹性状态的时候， 期金属尚处于弹性状态的时候，在加热速度不变的条件下 根据计算， ，根据计算，在圆柱体坯料轴心区沿轴向的拉应力是沿径 向和切向拉应力值的两倍。因此， 向和切向拉应力值的两倍。因此，加热时坯料一般是横向 开裂。 开裂。加热过程中由于相变不同时进行也有组织应力发生 但这时由于温度较高，材料塑性较好， ，但这时由于温度较高，材料塑性较好，其危险程度远较 冷锭快速加热时为小。 冷锭快速加热时为小。
劈开砖方案
劈开砖方案劈开砖方案1. 引言劈开砖方案是指将砖块分割成两半的一种操作技术。
这种技术在建筑施工和砖砌行业中常常用于切割砖块以适应特定的尺寸和形状需求。
本文将介绍劈开砖方案的原理、操作方法以及注意事项。
2. 原理劈砖操作的主要原理是利用锤子和凿子的组合来实现砖块的切割。
在操作过程中，锤子负责施加力量，而凿子则用于击打和切割砖块。
通过反复击打凿子，可以逐渐劈开砖块，使之分为两半。
3. 操作方法下面是一些常用的劈开砖的操作方法：3.1 准备工作1. 选择合适的工作场地，并确保周围没有其他人员或物品。
2. 穿戴好个人防护装备，包括安全帽、护目镜、手套等。
3. 准备好所需的工具和材料，包括锤子、凿子、保护垫等。
3.2 劈砖操作1. 将要劈开的砖块放置在坚固的台子或地面上，并用保护垫隔开。
2. 用锤子轻轻敲打砖块的两个侧面，以找到合适的位置。
3. 将凿子的尖端对准砖块的中心位置，然后用锤子轻轻击打凿子。
4. 持续击打凿子，直到砖块被劈开为止。
在操作过程中，要注意力量的掌握，以免损坏砖块。
5. 劈开的砖块可以通过轻轻敲击边缘的方式清晰分离。
3.3 相关注意事项- 在操作过程中，要保持稳定的姿势，并确保凿子的安全使用。
- 劈砖时应小心操作，避免对砖块和自身造成损伤。
- 劈开的砖块可能会出现残缺或不平整的情况，需要根据需求进行处理。
4. 应用场景劈开砖方案在建筑施工和砖砌行业中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：- 墙砖的定制尺寸和形状需求。
- 地砖的边角处理和拼接需要。
- 在装饰、翻新或修复项目中需要调整砖块尺寸和形状。
5. 结论劈开砖方案是一种常用的砖块切割操作技术，通过锤子和凿子的组合，可以将砖块劈开为两半。
在操作过程中，需要注意安全、稳定和力量的掌控。
劈开砖方案在建筑施工和砖砌行业中有广泛的应用，可用于满足定制需求和处理尺寸、形状的调整需求。
简谐冲击破岩机理
简谐冲击破岩机理
简谐冲击破岩是一种重要的岩石破碎方法，其基本原理是利用高频简
谐振动对岩石进行冲击破碎，从而达到高效、低能耗的破碎效果。
本
文将从机理分析、实验验证及应用前景三个方面对简谐冲击破岩进行
阐述。
一、机理分析
简谐冲击破岩机理主要有以下三个方面：
1. 机械作用
简谐冲击破岩采用高频简谐振动机构，将机械能输入到岩石上，使其
在热响应和机械弹性波的共同作用下，不断发生强烈的振动和位移变化。
这样，在瞬间产生了局部应力，岩石的拉伸强度被超过，从而发
生破裂。
2. 热作用
简谐冲击破岩过程中，振动机构所引起的强烈摩擦作用，产生了高温，使石体局部爆炸，破碎程度得到了进一步加强和拓展。
3. 物质浸泡
简谐冲击破岩还可以加入可燃性物资、化学碱性、变质酸性浸泡、电热加热、震动转圆等方法，使石料表面发生化学反应，达到溶解、破裂、膨胀等变化，有利于进一步破碎。
二、实验验证
为验证简谐冲击破岩机理，我们进行了一系列实验。
实验表明，简谐冲击破岩具有结构简单、操作方便、破碎效果显著、能耗低等优点，同时机理复杂，涉及到多种物理、化学作用。
我们发现，运用化学浸泡和外加电加热等方法，能大大提高破碎效果。
三、应用前景
简谐冲击破岩已经在矿山、公路、水利等行业得到广泛应用。
这种破碎方法具有破碎效率高、能耗低、成本较少、环保性好等优点，未来其应用前景将愈加广阔。
总之，简谐冲击破岩机理的深入分析和实验验证可以为工程应用提供有力支持，未来，我们还将进一步研究破碎机理，加强实验验证以及应用推广，为矿山、公路、水利等行业做出更大的贡献。
岩石劈裂机的工作原理、特点及应用领域
岩石劈裂机的工作原理、特点及应用领域劈裂机也叫分裂机，是一种用于分裂岩石的机器，主要用于建筑石材开采作业，大块矿石（金属矿，非金属矿）的二次解体及混凝土构件（水泥路面，机床基础，桥梁及房屋构件）局部和全部拆迁作业等。
岩石劈裂机的工作原理：岩石劈裂机主要由液压动力站、劈裂器、附件三部分组成。
是以高压油为能量源，由泵站输出的超高压油驱动油缸产生巨大推动力，使分裂机推动楔器使劈块向两边扩张，达到几千吨，经机械放大后在十几秒内轻而易举地从物体内部将一块上千吨的巨石分裂，并使物体按预定方向分裂。
从而使坚硬而巨大的矿石从山体中分离。
岩石劈裂机的特点：1、安全性分裂机在静态液压环境下可控制性的工作，不会像爆破机和其它冲击性拆除、凿岩设备那样，产生一些危险隐患；无需采取复杂的安全措施。
2、环保性分裂机工作时，不会产生震动、冲击、噪音、粉尘、飞屑等。
周围环境不会受到影响，即使在人口稠密地区或室内，以及精密设备旁，都可以无干扰地工作。
3、经济性分裂机数秒钟可完成分裂过程，并且可连续无间断地工作，效率高，运行及保养成本很低，无需象爆破作业那样采取隔离或其它耗时和昂贵的安仁措施。
4、精确性与大多数传流的拆除方法和设备不同，分裂机可以预先精确的确定分裂方向，分裂形状以及需要的出部分的尺寸，分裂精度高。
5、适用性分裂机人性化的外形设计和耐用性结构设计，确保了其使用方法简单易学，仅需单人操作，维护保养便捷，使用寿命长；分裂机和液压泵站搬运十分方便。
岩石劈裂机的应用领域：一、钢筋混凝土基础/结构的拆除与局部改造：液压分裂机以其巨大无比的分裂力，广泛用于各种钢筋混凝土基础（如钢炉、各种重型设备、塔吊、大坝、水电站水工建筑、桥墩等）拆除与局部改造；二、钢筋混凝土地面/墙体的拆除：液压分裂机特别适用于对冲击，振动要求严格控制的地面/墙体拆除与改造（如机场跑道，古建筑、高等级公路、桥面等）；三、室内或狭窄空间混凝土结构拆除：液压分裂机重量轻、体积小、便于操作、特别适用室内或狭窄空间中的拆除作业（如地铁、厂房/楼内、隧道内等、截除桩头、土石方开挖工程）四、采石场荒料的开采：液压分裂机已广泛应用于大理石、花岗岩、砂岩等名贵采石场的荒料开采。
劈开砖
1.由于劈开砖是采用挤压成形的制品,坯体的塑性在成形过程中起着关键的作用,原料塑性直接影响坯体的干燥过程是否开裂,原料的塑性指标一般控制在塑性数值应大于2.5,最好3.5～4之间。
2.原料的干燥敏感性,配方中引用过多的干燥敏感性原料,会引起坯体干燥时开裂,但只要用量适当、干燥制度合理就能保证坯体在干燥过程中不会开裂和变形。
3.原料中尽可能地少用含有机物较多,在300～950℃氧化分解过程中产生各种气体的原料,以免产生夹心、针孔、氧化不足等缺陷;劈开砖是挤出成形后数块合一、焙烧后劈裂成单片的一种墙面及地面装饰材料。
产品表面有施釉和非施釉两种,通常以生产表面非施釉的劈开砖为主。
1)湿法工艺流程生料、熟料粗碎→配料→球磨→浆池→压滤脱水→练泥→陈腐→双轴搅拌→真空挤出成形→切割→干燥→烧成→劈离分检→包装入库。
2)干法工艺原料配料→破碎(雷蒙磨或轮碾机或辊机)→过筛→干混(双轴搅拌机或涡轮混粉机)→湿混(双轴搅拌机加水)→真空练泥→陈腐→破碎(筛式破碎机又叫蓖式破碎机)→真空挤出成形→定尺切坯→干燥→清灰→施釉后阴干(通常不需施釉)→烧成→劈裂分离→拣选→包装入库。
从原料的性质、降低生产成本的角度考虑,选用了(2)流程。
3.1 陈腐制备的泥料在一定的湿度或潮湿环境放置24h。
即陈腐时间为24h左右,陈腐水分为15～18%;泥料陈腐主要作用为使泥料的水分分布更均匀,有效的消除干湿不均形成的内应力,避免制品炸裂。
粘土团泥粒在水的作用下膨胀疏解,增加细粒的含量,更能进行水化和离子交换,从而提高塑性。
3.2 成形该配方成形含水率在16%～17%之间;真空度为-0.086MPa以上、挤出压力1.5～2.0MPa;泥料的可塑性、水分、原料混合的均匀性对成形的好坏影响较大。
成形坯砖检测:劈开砖成形时,要经常检查坯条的截面的挤出速度是否一致,截面的挤出速度差在成形时不容易被发现,其潜在的缺陷在干燥过程中逐步暴露出来,使制品出现弯曲变形,成为废品,造成不必要的经济损失。
砌体的物理力学性能
影响砌体抗剪强度的因素 块体和砂浆的强度对砌体的抗剪强度均有影响，其影响 程度与砌体受剪后产生的破坏形态有关。
➢对于剪摩和剪压破坏形态，由于破坏沿砌体灰缝截面，如采 用的砂浆强度高，其抗剪强度增大，此时块体强度的影响很小。 ➢对于斜压破坏形态，由于砌体沿压力作用方向开裂，如采用 的块体强度高，砌体抗剪强度增大，此时砂浆强度的影响很小。
❖砌统质量随砌体抗剪强度的影响，主要与砂浆的饱满度和块材 在砌筑时的含水率有关。砌筑时砖的含水率控制在8%-10%时， 砌体的抗剪强度最高。
三、砌体的抗弯性能
当砌体弯曲受拉时，由于受力方式、块材和砂浆的 强度高低及破坏的部位不同，可能有三种破坏形式： 沿齿缝破坏，如图所示的a-a截面；沿砌体截面即块 材和竖直灰缝发生直缝破坏，如图b-b所示截面；沿 通缝截面破坏，如图所示的c-c截面。
截面内拉应力，如砌体沿齿缝截面破坏，称为砌体沿齿 缝截面弯曲受拉（图a）
在空斗砖砌体中，出现第一批裂缝时压力的相对值较 实心砖砌体的小，约为破坏对压力的40%。其原因是空 斗砖砌体为两端支撑而中间悬空，受压后，在支撑的边缘 很容易产生裂缝，随着压力的继续增大而先行断裂，之后 两侧壁砌体因失稳而破坏。
在毛石砌体中，毛石和灰缝的形状不规则，砌体的匀 质性较差，出现第一批裂缝时压力的相对值更小，约为破 坏时压力的30％，且砌体内产生的裂缝不如砖砌体那样 分布有规律。
影响砌体抗压强度的因素
l 块材和砂浆的强度
块材和砂浆的强度是决定砌体抗压强度的主要因素。提高块 材的强度等级可以增加其抗压、抗弯和抗拉能力，而提高砂 浆的强度可以减小砂浆的横向变形，减小它与块材横向变形 的差异，从而改善砌体的受力性能。提高砖的强度等级比提 高砂浆强度等级对增大砌体抗压强度的效果好。
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劈砖中的力学分析
摘要分析用手劈砖过程中的力学问题分析.
关键词烧结普通砖，力学问题
在武侠电影中，我们有时会看到表演硬气功的，徒手就把砖在瞬间劈成两半。
在现实生活中，我们有也会目睹或从新闻中看到类似事情发生。
对于一般人来说，我们会感到十分惊讶，或感觉表演者十分厉害，或感觉表演者在砖上做了手脚。
然而，在徒手劈砖的过程中蕴含着许多力学原理。
我们经过简单的力学分析会发现，徒手劈断砖并不是什么难事.
首先，我们会发现，表演者使用的砖都是烧结普通砖，其标准尺寸为240mm*115mm*53mm，其抗压强度在24MPa左右[1]，抗折强度在2MPa左右[2].其次，我们会发现，摆放砖的方式基本是两种方式.第一种：
第二种：
对于第一种劈砖模式，来自手掌的打击在砖块上产生弯曲应力。
来自材料力学知识可得知，普通烧结砖相对耐抗压而不耐抗折，可得当受到弯曲应力时，这种烧结普通砖容易折断。
对于第二中劈砖模式，需要用到杠杆原理和冲量原理
杠杆原理：F1∙L1=F2∙L2
冲量原理：Ft=mv
根据杠杆原理，当手掌击在砖块末端，会产生很大的冲击力，根据冲量原理，当手跟桌面有一定距离且快速劈向砖时，这时会使产生很大的冲击力得到放大。
这样就会使烧结普通砖折断.
参考文献
[1] 翁建生. 烧结普通砖制样对强度测试的影响[J]. 中国西部科技, 2006(17):7-8.
[2] 洪汉烈, 牟善彬. 粘土砖强度机制的矿物学表征[J]. 武汉工业大学学报, 2000(05):26-28.。