岩石爆破破碎机理研究
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岩石爆破破碎机理精品文档
9/29/2019
44
0.75<n=r <1;<900
（4）松动爆破漏斗 W
n < 0.75
9/29/2019
25
二、利文斯顿爆破漏斗理论 1.利文斯顿爆破漏斗理论的实质 （1）传递给岩石能量大小的相关因素
岩石性质、炸药性能、药包质量、炸药埋置深 度和起爆方式。 （2）爆破后炸药能量分配
1）岩石的弹性变形； 2）岩石的破碎和破裂； 3）岩石的抛掷； 4）空气冲击波和对气体做功。
出的；
（2）当一定炸药和岩石条件下，爆破破碎岩石 的体积与所用的装药量成正比。即
Q qV
（5-24）
9/29/2019
31
2.集中药包的药量计算 （1）集中药包的标准抛掷爆破
Qb = qbW3
（5-28）
（2）集中药包的非标准抛掷爆破
Qf(n)qbW3
（5-29）
式中：f n ——爆破作用指数函数；
1-铵油炸药；2-浆状炸药；3-含铝浆状炸药
9/29/2019
29
3.利文斯顿爆破漏斗理论的实际应用
（1）改进炸药性能，研制新型炸药
（2）用弹性变性能系数E b 评价岩石的可爆性
（3）爆破漏斗理论在工程爆破中进行爆破设计
9/29/2019
30
§ 5.4装药量计算原理
一、体积公式
1.体积公式的计算原理 （1）体积公式是布若伯格根据爆破相似法则得
9/29/2019
9Hale Waihona Puke 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）。
爆破原理及爆破方法
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。
强冲击荷载下岩石材料断裂及破碎机制研究
技术与检测Һ㊀强冲击荷载下岩石材料断裂及破碎机制研究马运通摘㊀要：随着矿山开采深度的不断加深，矿山围岩遭受频繁冲击载荷作用㊂这种冲击载荷作用有时是微弱的，有时是强烈的，如矿山生产频繁爆破作业，围岩承受动载荷的形式是多次的甚至是循环的，使得控制围岩稳定性问题变得更加复杂㊂因此研究围岩在反复冲击载荷情况下的力学响应及稳定性具有重要的现实意义㊂发现裂纹在压剪应力作用下产生翼裂纹，翼裂纹将沿主应力方向，随压剪裂纹进一步增加，次生裂纹将在裂纹端部或盐桥中间起裂㊂通过建立损伤度和冲击次数（或相对冲击次数）的公式来拟合岩石损伤与冲击次数的关系，研究轴压㊁围压对各阶段损伤的影响，得了很好的结果㊂基于此，文章对强冲击荷载下岩石材料断裂及破碎机制进行研究，以供参考㊂关键词：强冲击荷载下；岩石材料；断裂；破碎机制一㊁引言近年来，随着城市地下轨道交通工程的迅速发展，无论区间隧道还是地铁站基坑，都普遍面临如何在岩石材料中科学安全施工与经济合理营建的问题，这在基坑开挖与支护工程中表现尤为突出㊂建筑基础施工涉及的冲击荷载普遍具有高能㊁高频和高速的动力特征，土体在这类荷载作用下的力学响应测试与评价是当前土力学研究的热点与难点之一，对此研究者们常采用简化的理论分析以及数值模拟等方法进行研究㊂此外，岩石材料的强度多来源于母岩风化残留的结构强度，但这种结构强度极易在动力扰动作用下产生损失，进而引起强度的衰减，加之土体普遍具有风化形成的裂隙，冲击荷载作用下裂隙的发展与贯通会进一步提高细观结构的损伤程度，引起土体力学性能的迅速降低㊂为此，分析强冲击荷载下岩石材料断裂及破碎机制研究，为我国花岗岩残积土地层的基础工程建设提供技术指导㊂二㊁提出强冲击荷载下岩石材料断裂及破碎机制研究的重要意义自然岩体中广泛地存在断层㊁劈理㊁节理等常见的断裂构造，这些 缺陷 的存在不同程度上影响着岩体的强度和稳定性，对各种工程安全顺利建造以及正常使用造成了很大干扰㊂冲击荷载是一种常见的动荷载，往往具有瞬时性㊁往复性的特点，对受冲击荷载物体具有很大的破坏性㊂在工程实践中，岩体经常会承受冲击荷载，如冲击钻孔㊁爆炸等；这些动荷载使岩体发生形态各异的动态断裂坏㊂因此研究冲击荷载下含缺陷类岩石介质的动态裂纹扩展行为有着重要意义㊂众多学者对此做了大量研究工作㊂研究主要从不同角度分析了受冲击荷载时，节理对岩石强度㊁动态裂纹扩展行为的影响，考虑因素有节理的长度㊁倾斜角度和相对位置等；但天然岩石中，往往节理丛生，各节理交错分布；其频度㊁倾向等几何特征对岩石受冲击等动荷载作用时的动态断裂破坏的影响尤为明显㊂对不同节理频度的类岩石介质受冲击荷载作用时的动态裂纹扩展行为进行试验研究㊂三㊁增量荷载时围岩破坏与应力演化（一）增量荷载作用下巷道围岩破坏特征在巷道开挖㊁支护工作完成一定时间后，开启双轴加载系统，以１ｋＮ／ｓ的加载速率对模型分别进行轴向㊁侧向加载，当轴向压力和侧向压力加载至１８５ｋＮ时，巷道端口左帮煤层溃垮，深度３０ｍｍ；顶部出现较多微裂隙，帮部锚杆散落，锚网脱落，锚固能力基本丧失㊂荷载再增加７ｋＮ，加载至２０８ｋＮ，巷道整体突然垮塌，表现为瞬时㊁突然的冲击性破坏㊂在该阶段增量荷载作用下，顶底板及两帮变形量剧烈，巷道由矩形变为椭圆形，部分锚网破断，顶板下沉近４０ｍｍ，由开口一侧向无法看到巷道另一侧㊂（二）增量荷载作用下煤巷围岩冲击破坏规律增量荷载作用下，巷道围岩应力经历了从初始增加到波动增加㊁再到突变及平衡等共七个阶段，阶段Ⅵ则直观反映了围岩瞬时失稳破坏的应力突变规律㊂进一步分析加载持续时间与应力突变时间的关系，阶段Ⅵ应力突变点的时间间隔仅为，即从增量荷载作用开始到围岩破坏，揭示了围岩破坏从孕育到发生的过程㊂应力波动变化为围岩的瞬时破坏积累了条件㊂恒定荷载和增量荷载作用下，深部煤巷的围岩破坏规律为：①巷道冲击破坏前，受恒定荷载作用，岩体应力变化较小，岩体主破裂面尚未形成㊂②冲击破坏发生期间，受增量荷载作用，短时间内岩体主破裂面形成，岩体应力超过支护阻力，造成巷道围岩突然破坏㊂③冲击破坏发生后，岩体应力恢复至静载状态㊂四㊁断裂力学对岩石材料的研究的展望经过各种构造运动的演变，岩石通常存在节理㊁软弱面及断层等特征，这就导致了岩石力学性质的特殊性㊂岩石的力学性质具有非连续性，但是岩石却不是离散介质，他在性质上具有非线性㊁随机性等特性㊂断裂力学理论是建立在金属固体的连续性㊁均匀性的假设上的，因此经典的断裂力学理论是不能直接运用到岩石力学上的㊂在用断裂力学的理论研究岩石的破坏问题时，我们应该将岩石不同于其他连续固体的特殊性质考虑进去㊂国内外学者的不断研究推动了岩石断裂力学的发展，但是很多理论还是与实际工程应用中有着不少误差㊂我们应该将接下来的研究与实际工程结合起来，着重研究探索一下问题：采用有限元分析方法对岩石在受压条件下发生的脆性断裂和弹性断裂进行模拟分析，来研究闭合裂纹尖端的位移及应力场；更加深入地研究岩石在不同受压条件下的断裂机制㊁本构模型及断裂判据；为了探究岩石的断裂韧性与力学性能的关系，还应该建立更为精确的静态及动态的断裂韧性测试方法；在工程实践中，也需要更为准确先进的岩体裂纹检测及防治方法㊂五㊁结语总而言之，岩石在较低应变率冲击下，岩石峰值应力随应变率的变化很小，且岩石在临界破坏时，仍表现出微弱的弹性后效；对岩石试样进行累次冲击后，应变率随着冲击次数的增多而变大，存在一个临界应变率或临界冲击次数，在此之后，岩石趋向于疲劳破坏，最终应变迅速增大㊂在较低应变率累计冲击时，岩石变形模量变化很大，并没有明显的趋势，而应变率较高时变形模量呈现明显降低的趋势㊂通过核磁成像可知，岩石在较低应变率冲击下，呈现轴向劈裂破坏，破坏形态以大块为主，大多为完整的两半，通过核磁微观成像，亮点主要集中在试样边缘，并在主裂纹区集中㊂参考文献：［１］李博．深部煤层掘进巷道冲击地压孕育机制与防治研究［Ｄ］．青岛：山东科技大学，２０１９．［２］陈岩．采动影响下岩石的变形破坏行为及非线性模型研究［Ｄ］．北京：中国矿业大学（北京），２０１８．［３］崔晨光．冲击荷载下岩石非线性变形与损伤研究［Ｄ］．秦皇岛：燕山大学，２０１８．作者简介：马运通，石家庄人，研究方向：岩土工程㊂１７１。
岩石的爆破破碎机理2008
岩石的爆破破碎机理2008-07-09 17:39一、岩石爆破破碎的主因破碎岩石的炸药能量以两种形式释放出来，一种是冲击波，一种是爆炸气体。
但是岩石破碎的主要原因究竟是冲击波作用的结果还是爆炸气体作用的结果，由于认识和掌握资料的不同，便出现了不同的结果。
1、冲击波拉伸破坏理论（该观点的代表人物日野熊、美国矿业局的戴维尔）当炸药在岩石中爆轰时，生成的高温、高压和高速的冲击波猛烈冲击周围的岩石，在岩石中引起强烈的应力波，它的强度大大超过了岩石的动抗压强度，因此引起周围岩石的过度破碎。
当压缩应力波通过粉碎圈以后，继续往外传播，但是它的强度已大大下降到不能直接引起岩石的破碎。
当它达到自由面时，压缩应力波从自由面反射成拉伸应力波，虽然此时波的强度已很低，但是岩石的抗拉强度大大低于抗压强度，所以仍足以将岩石拉断。
这种破裂方式亦称“片落”。
随着反射波往里传播，“片落”继续发生，一直将漏斗内的岩石完全拉裂为止。
因此岩石破碎的主要部分是入射波和反射波作用的结果，爆炸气体的作用只限于岩石的辅助破碎和破裂岩石的抛掷。
2、爆炸气体的膨胀压理论（该观点的代表人物村田勉等）从静力学的观点出发，认为药包爆炸后，产生大量高温、高压气体，这种气体膨胀时所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，由于作用力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。
当爆炸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。
它在很大程度上忽视了冲击波的作用。
3、冲击波和爆炸气体综合作用理论（该观点的代表人物有C.W.利文斯顿、φ.A.鲍姆，伊藤一郎，P.A.帕尔逊、H.K.卡特尔，L.C.朗和N.T.哈根等）这种观点的学者认为：岩石的破碎是由冲击波和爆炸气体膨胀压力综合作用的结果。
即两种作用形式在爆破的不同阶段和针对不同岩石所起的作用不同，爆炸冲击波（应力波）使岩石产生裂隙，并将原始损伤裂隙进一步扩展；随后爆炸气体使这些裂隙贯通、扩大形成岩块，脱离母岩。
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
` `
岩石爆破破坏机理及爆破地震波的特性研究
岩石爆破破坏机理及爆破地震波的特性研究作者：王文等来源：《科学与财富》2015年第27期摘要：随着爆破技术的广泛应用，其所产生的震动、空气冲击波、噪音、飞石等负面影响日益引起了人们的关注，其中爆破震动被认为是各种公害之首。
爆破所产生的地震波对各种结构均有不同程度的影响，尤其是地下结构，可能出现巷道围岩失稳、支护结构失效破坏、诱发冲击矿压等严重后果。
因此，研究爆破地震波对巷道围岩的影响，探讨掘进爆破巷道围岩的动力响应尤为重要，是爆破震动研究领域中的重点内容。
关键词：爆破地震波，巷道围岩，爆破振动一、岩石爆破破坏机理当岩体采用爆破开挖的方法，炸药在炮孔中起爆后，岩石发生的变形破坏大致有以下几个过程：（1）强大的冲击波压应力使炮孔周围岩石受压破碎，在瞬时形成压缩破碎和初始裂隙；（2）环向拉应力及应力波反射拉应力使岩石中的裂隙扩展，引起岩石进一步破裂，包括初始裂隙的形成和二次裂隙的扩展；（3）爆生气体膨胀作用使岩石中的裂隙贯穿形成碎块，碎胀体积增加，岩石运动，形成爆破漏斗。
根据岩石的破坏情况，除了在装药处形成的空腔，大致可将其分为三个区域：压缩粉碎区、破裂区和震动区。
如图1.1所示，图中：1—震动区；2—破裂区；3—粉碎区；4—空腔。
图1.1 爆破作用下岩石的破坏特征二、爆破地震波概述2.1 爆破地震波的形成药包在岩石中爆炸后，最初施加在岩石上的是冲击荷载，产生冲击波，作用于爆炸中心近区岩体。
随着冲击波传播距离的增大，其波阵面会因破坏作用而倾斜，波的正压作用时间会随着波传播距离的增加而增加。
随着传播距离的增大，应力波衰减的速度较慢，作用范围较大，一般为装药半径的120-150倍。
当传播距离超过药包半径的400～500倍时，应力波的幅值大大减小，但其所产生的移动能长时间作用在岩体上即正压作用时间加长，使岩体的裂隙加宽，产生明显的相对移动，此时压缩应力波衰变为具有周期性振动的地震波。
2.2 爆破地震波的分类爆破地震波是由应力波从远区传播到界面，并且在界面上产生反射和折射叠加而形成的。
- 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)。
黄志强（桂林工学院，广西，桂林541004）【摘 要】岩体的软弱层面会影响到爆破破碎效果，如何确定岩石材料的缺陷在爆破破碎中的影响因子是研究岩石破碎机理的关键。
通过对当前岩石爆破破碎的研究现状进行综合分析、评述，讨论了岩石爆破破碎机理研究的要点以及今后的研究重点，为后续相关研究指出了方向。
【关键词】岩石破碎；爆破机理；损伤【中图分类号】TD231.1 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2007)12-0086-02岩石爆破的破碎效应是影响交通土建、水利、矿山等工程效益的重要指标，它影响到生产过程中的铲装、运输和粗碎等工序的效率和成本，也影响到道路、堤坝等基础工程的渗透性、沉降性和稳定性。
因此，岩石爆破破碎理论的研究一直是岩石动力学和岩石爆破研究领域的一个热点问题，研究并揭示爆破作用下岩石破碎机理对促进爆破理论和相关技术的发展、提高工程质量和效益具有十分重要的理论和实际意义。
（一）当前研究成果岩体由于其材料的特殊性，内部具有较多的节理、裂隙、层理等不连续层面，这些不连续面对爆破破碎效果会产生严重的影响，主要体现在应力集中、应力波反射增强、能量耗散、高压爆生气体外逸等。
因此在岩石爆破设计、施工中如何处理岩石中的不连续面对爆破效果的影响，是当前研究岩石爆破破碎机理的主要问题。
国内外学者进行的大量研究指出：裂隙岩石的破碎是由爆炸冲击波与爆生气体共同作用的结果，但与均匀介质材料爆破相比，岩体的破碎主要是爆炸应力波作用的结果，裂隙岩体的爆炸气体膨胀压力较小，只是当应力波将岩石破碎成块以后，起到促使碎块分离的作用；应力波在裂隙岩体的传播过程中，在裂隙之间传播的扰动将会产生新的破裂；由于裂隙的发展速度有限，爆炸载荷的速率对裂隙的成长有较大的作用，而高应变率载荷容易产生较多的裂隙。
在此基础之上，当前的相关研究主要在两方面展开，一是追求普遍适用于各种爆破计算和分析、旨在建立相关计算模型的理论研究；一是结合一定工程实践，适用于一定范围的具体工程设计和参数优化的实验研究。
在理论研究方面，从岩石破碎研究的发展历程来看，可将其分为弹性理论阶段、断裂理论阶段、损伤理论阶段和分形损伤理论4个阶段。
1.弹性理论阶段弹性力学模型将岩石视为各向同性的均质、连续的弹性体，岩石在爆炸荷载作用下的破坏是因其内部最大应力超过岩石应力极限引起的。
在破碎之前，岩石处于弹性状态。
这种理论以弹性力学及有限元方法为基础，运用现代计算机技术可方便的简化工程问题、建立力学模型并加以分析计算。
由于这种理论模型不考虑岩石的材料缺陷，其理论基础与实际情况有一定的差距。
2.断裂理论阶段断裂力学模型认为岩石中的裂纹扩展及断裂破坏是影响岩石爆破破碎效果的主要因素。
与弹性模型不同的是该类模型将岩石视为含有微裂纹的脆性材料，岩石的破化过程就是其内部裂纹产生、扩展和断裂的过程。
但断裂力学模型仍将裂纹周围看作是均匀的连续介质，因而其仅适用于宏观裂纹形成之后的断裂阶段，对材料开始劣化到宏观裂纹形成之间的力学行为和物理过程并未进行分析描述，其适用范围只限于宏观裂纹已形成的有层理或沉积类岩石。
3.损伤理论阶段1980年美国Sandia国家实验室的Kipp和Grady开始进行岩石爆破损伤模型的研究，他们认为岩石中存在着大量随机分布的原生裂纹，在爆破作用下部分原生裂纹将被激活并发生扩展，激活的裂纹数服从指数分布。
他们运用损伤因子D表示这些岩石裂纹开裂及损伤程度。
经过 Seamen、Grady、Kipp、Kus 等人的努力，最后，由 Throne 进一步完善建立了一个能【收稿日期】2007-10-29【作者简介】桂林工学院青年扶持基金项目，桂工院科［2007］4号【作者简介】黄志强（1977－），男，四川武胜人，桂林工学院讲师，主要从事工程力学相关科研工作。
岩石爆破破碎机理研究够模拟脆性岩石动态破碎过程的二维数值计算模型，并在油页岩爆破实践中得到检验。
这些模型采用裂纹激活的假设来描述损伤的产生和发展，并认为材料在体积拉伸状态下存在累积损伤、材料刚度发生劣化，而在压缩状态下采用了未考虑损伤的理想弹塑性本构模型，因此，其合理程度尚需进一步研究；同时假定裂纹密度与应变服从 Weibull 分布，但决定裂纹密度分布的两个材料参数 k，m 难以确定，因而其应用受到限制。
国内有关岩石损伤理论的研究发展于上世纪八十年代，主要是在以Grady等的理论基础上进行模型修正、针对一些具体问题进行计算分析，对一些新的计算方法进行了讨论研究。
损伤力学模型认为岩石在爆破作用下的破碎是由于岩石原有损伤激活、发展的结果，对断裂力学模型而言又进了一步。
但该理论仍然有一些问题，除了计算困难外，还主要存在如下缺点：首先，用裂纹密度方法解决损伤因子的确定问题。
在模型中采取裂纹激活假设，忽视了岩石中原有存在的裂隙、孔洞等天然损伤对爆破作用的直接影响。
而冲击载荷作用于含有初始损伤的岩石，将产生两种效应：一是材料刚度的劣化；二是应力波能量的耗散。
这就反映了初始损伤的存在有利于岩石动态损伤的演化、发展（提供裂纹源），同时，岩石中的颗粒界面、节理、层理等不连续面，作为一种“量屏障”（耗散能量起屏障作用），使得扩展裂纹常终止于此，只有当更多的能量提供给介质时，才有可能产生新的裂纹。
现有损伤模型仅考虑了损伤的发展引起岩石等效模量的降低，而没有考虑损伤的演化导致能量的耗散等因素，从而导致了数值模拟计算时出现局部与实际不相符的现象。
事实上，当应变率越高时，微裂纹扩展的应力降低区越小，被激活的裂纹数越多，亦即介质的损伤程度越高，冲击波能量的耗散也越大。
因此，建立岩石动态损伤模型，应考虑伴随损伤演化过程的能量耗散问题。
其次，未考虑爆生气体对岩石的损伤和破坏作用，实际情况中，爆炸应力波对岩石形成的微损伤在爆生气体的作用下会进一步发展，因此爆生气体对岩石的损伤和破坏不容忽视。
损伤力学模型适用于各类岩石，相对于弹性模型和断裂模型，在模拟岩石性质方面更加合理且接近实际，尽管还存在一些问题，但在岩石爆破理论研究中仍被广泛接受和采用。
4.分形损伤理论阶段有文献指出，岩体的各种断裂构造，无论是断层还是节理以及微裂隙，其分布状态或几何形状在一定的测度范围内均有较好的统计自相似性，可用分形维数来描述其形状的复杂程度，并且在相同的测度变化比例条件下，不同规模的断裂之间能用分维值来定量对比分析，用分形维数来描述比传统的用倾角、倾向、走向等参数来描述更方便，且更具全息性，而且简单明了，还具有易于代入数学方程来构造新的数学模型的优点。
介于此，有学者将分形几何的概念引入岩石的动态特性研究中，利用分形理论提出一种新的岩石爆破模型。
该类模型将岩体中的各种结构弱面视为初始损伤，以分形维数作为岩石性质的主要参量，并将损伤和分形纳入热力学框架，从而克服了以往模型中未考虑初始损伤和将损伤演化归结为体积应变函数的不足。
目前，广为大家所接受的爆破理论关系模型主要就是损伤模型和分形损伤模型。
分形损伤理论模型将分形几何的概念引入损伤理论模型中，使节理、裂隙等宏观弱面能以分形维数的形式在爆破模型中得以体现，不仅考虑岩石原始损伤的影响，还与损伤演化过程的能量耗散联系起来，而且利用分形维数与破碎块度的关系能够实现爆破块度预报。
然而有关岩石内部的分形维数计算还不成熟，损伤过程的分形与能量耗散的有关试验参数也不易获得，使得该模型的应用范围受到了很大限制。
但随着研究的进一步深入，该模型将会得到更广泛的应用。
在实验研究方面，国内外主要是针对具体的工程问题运用超声波等技术进行测试岩体在爆炸等冲击荷载作用下的损伤程度，力图建立相关的岩石破坏规律，从而为相关的后续工作做出指导。
主要表现在：史瑾瑾等利用一级轻气炮对岩石试件进行冲击损伤实验，采用软回收装置回收样品，并用筛分法确定冲击试验后矿岩破碎块度组成，分析不同动荷载下岩石的不同块度分布，建立动荷载下岩石破碎块度的分布规律，该实验方法对相应的爆破设计有一定的指导作用。
林大能等为研究岩石循环冲击荷载作用下损伤的围压效应，对大理岩试件在压力试验机上进行模拟冲击加载，测试受冲击后试件轴向超声波波速，用超声波波速变化量描述试件的损伤度。
分析了围压、荷载冲量大小、冲击次数对岩石损伤演化的影响，得出了大理岩在不同围压下冲击损伤与冲击次数的函数关系，分析了大理岩岩样循环冲击损伤的围压效应。
结果表明：岩石循环冲击损伤具有明显的围压效应，围压的存在提高了岩石抗冲击破坏的能力。
从试验角度证明了在深部矿井中高地应力的存在对钻孔的钻进效率和处于初始应力场中的岩石的爆破破碎效率有重要影响。
杨军、高文学、金乾件等探索岩石动态损伤参量及其演化表征方式以构造岩石爆破损伤模型。
通过岩石冲击损伤实验．对冲击前后试件进行超声波测试，得出岩石动态损伤与超声波衰减规律的关系。
在考虑岩石冲击损伤过程的声波衰减规律及其与能量耗散率关系的基础上，建立新的岩石爆破损伤模型。
通过实验验证该模型的计算结果并实现了岩石台阶爆破数值计算。
现今的实验研究虽然是针对于具体的实际问题，但其实验结果如果能够和相关理论相结合的话，对揭示岩体的爆破破碎机理还是有很大的帮助。
（二）发展趋势为了揭示节理岩体爆破破碎的本质，人们采用了多种手段和方法来进行研究，其中计算机模拟因其特殊优势而日益受到关注，计算机模拟岩体爆破的关键是建立合适的爆破理论。
岩石爆破的损伤力学理论及分形理论被认为代表了岩石爆破的最新方向，因此岩石爆破理论的发展应以此为基础进行完善拓展。
从实际应用效果来看，现有爆破理论模型都存在着许多不足之处，都需要进一步地改进和完善。
对现有爆破模型的改进也是爆破理论研究的一个方向。
爆破作用下岩石的力学响应特征通常与空隙、颗粒、基质裂纹等细观尺度的基本要素相联系。
岩石的初始损伤在很大程度上控制着岩石的破碎过程，必须充分考虑初始损伤对损伤演化过程的影响，而这正是当前很多爆破模型所忽略的。
如何恰如其分地将初始损伤引入岩石爆破理论模型，这也是以后的爆破理论模型需要解决的。
通常认为爆破作用下岩石的破碎是爆炸波和爆生气体共（下转第63页）处理类似的意外，重新处理终端新的连接，进行正确的数据解析。
5.信息发送模块需要给GPRS数据传输终端发送特别命令时，通过该模块进行。
譬如，服务器的IP地址变动、对终端的远端复位等。
（四）软件实现方法为了简化软件设计的复杂性，避免重复的开发工作，可以采取开发动态连接库或ActiveX控件的方法，两者的实质都是Windows的动态连接库DLL文件。
动态连接库用VB6.0编写，包含以下主要函数：1.启动服务器，函数原形：StartServer() As String2.终端登陆，函数原形：UnitLogin(unitid As String, remoteip As String, remoteport As String)3.终端离线，函数原形：UnitOffline(unitid As String)4.查询在线终端数，函数原形：GetOnlineNum() As Integer5.查询终端状态，函数原形：GetState(unitid As String) As Boolean6.发送数据，函数原形：SendData(unitid As String, data() As Byte, bytescnt As Long) As Variant7.接收数据，函数原形：ReceiveData(unitid As String, data() As Byte, bytescnt As Long)8.错误处理，函数原形：ErrorReport(unitid As String, ByVal Number As Integer, Description As String, ByVal Scode As Long, ByVal Source As String, ByVal HelpFile As String, ByVal HelpContext As Long, CancelDisplay As Boolean)（五）结束语基于GPRS网络的远程监控系统，在工业控制领域得到广泛的应用。