爆破工程地质
定普 额氏 分分 类类
土壤及岩石名称
天然湿度下 平均 容重
/k g·m-3
极限 压
碎强 度
/MPa
用轻型 钻
孔机钻 进
1m 耗时 /min
开挖方 法
及工具
坚固 系数
f
砂
Ⅰ
砂壤土 腐殖土
泥炭
1500 1600 1200 600
用 尖 锹 0.5~0
• 例：西安—安康线上秦岭铁路隧道时，遇到深埋强 度超过250MPa特硬岩，波阻抗达：15×106kg/m2·s， 为此特研制了爆速达4500m/s以上、装药密度 1260kg/m3的专用水胶炸药，替代普通乳化炸药，才 获得良好的爆破掘进效果。
1 岩石性质与分级——基本性质
岩石风化程度：岩石在地质内、外营力作用
岩石强度特征：
• 岩石强度：外力作用下，岩石破坏前，所能承受的最 大应力，是衡量岩石力学性质主要指标。分为： • 单轴抗压强度：单轴压力下岩石试件发生破坏极限强度。 • 单轴抗拉强度：单轴拉力下岩石试件发生破坏极限强度。 • 抗剪强度：岩石抵抗剪切破坏的最大能力，用剪断时剪
切面上的极限应力表示。
1 岩石性质与分级——基本性质
1 岩石性质与分级——基本性质
主要力学性质
力学性质：外力场作用下，岩石性态反映 。外力 作用下，岩石发生变形，变形到一定程度将发生 破坏，岩石破坏时强度称为岩石极限强度。
岩石力学性质表现为：变形特征和强度特征。
1 岩石性质与分级——基本性质
岩石变形特征：随外力大小不同、自身物理 力学性质不同，发生的变形不同：
1 岩石性质与分级——岩石分级
土壤及岩石分类
• 下表是我国建筑、市政工程等普遍采用的建设部
制定的《全国统一建筑工程基础定额》土壤及岩 石开挖分类表。
• 分级原则：按坚固系数f （f=R/10， ）和轻型钻
机钻进1m的耗时将土壤和岩石分成Ⅰ-XVI 类。
• 用于确定岩土开挖方法、判断岩石爆破难易程度、
• 试验表明：岩石抗压强度>抗剪强度>抗拉。 一般：抗拉强度比抗压强度小90%～98%，抗 剪强度比抗压强度小87%～92%。
• 抗剪强度与所受压应力σ、内聚力c和内摩 擦角φ之间关系为： tan c
1 岩石性质与分级——基本性质
弹性模量E: 弹性变形范围内，应力与应变之比。
泊松比 : 试件单向受压时，横、竖向应变之比。
1 岩石性质与分级——动力学特性
• 炸药爆炸，产生爆轰波瞬间作用于岩石界面上，
是一种强烈的动载，并以冲击波形式向爆源周围
岩体传播，随着距离增大，迅速衰减为应力波。 爆源近区冲击波作用下岩石应变率1011/s; 中远区应力波作用下岩石应变率：5×104/s。
1 岩石性质与分级——动力学特性
• 弹性：外力解除后能恢复原状的性能。 • 塑性：外力解除后，不能恢复原状留有一定
残余变形的性能。
• 脆性：外力作用下，不经显著残余变形就发
生破坏性能。
1 岩石性质与分级——基本性质
• 岩石因其成分、结晶、结构等的特殊性，不 像一般固体材料那样具有明显的塑性，脆性 是坚硬岩石固有特征。
1 岩石性质与分级——基本性质
岩体与岩石联系和区别：成分相同；岩体包括结构面，强 度远低于岩石强度；爆破工程中研究岩体强度指标更有意义。
1 岩石性质与分级——基本概念
岩体质量评价
• 采用岩石质量指标（RQD:直径为75mm金刚石钻头连续取芯，
回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长之和与总进尺比值百 分比示）
岩石质量指标（RQD）分类表
575~1620
片麻岩
2.9~3.0 2.65~2.85 0.5~1.5 5500~6000 1400~1700
大理岩
2.6~2.7 2.45~2.55 0.5~2.0 4400~5900 1200~1700
石英岩 2.65~2.9 2.54~2.85 0.1~0.8 5000~6500 1100~1900
引 言
分类目的：岩石种类多样、形态繁杂，具体目的：
• 选择合理的手段和方法破碎不同的岩石，达到最佳 技术经济效果；
• 选择合理的岩石支护方法，安全、可靠地保护岩石 工程（边坡、隧道、采矿等）安全。
• 为工程建设提供工程类比资料。
1 岩石性质与分级——岩石分级
现状
• 岩石分级在岩石力学的发展中起着非常重要的作用， 如：普氏分级、Q指标、RMR等。
②是确定爆破经济指标的依据： 在大量实践和试验研究基础上，依据工
程地质条件，进行岩石钻孔、爆破难易程 度划分，作为工程投标、承包单价、确定 钻爆器材消耗和劳动定额的依据。
③为爆破工程安全与稳定性提供依据： 研究爆破作用下，不同地形、构造等地
质条件产生的各种安全、稳定因素（包括 影响区内建筑物；爆后坝基、边坡岩体等） 和系列工程地质问题，为确保爆破工程安 全措施制定提供依据。
岩石质量指标（RQD） 100~90
90~75
75~50
50~25
25~0
岩体的完整性
很好的
好的
一般的
差的
很差的
1 岩石性质与分级——基本概念
• 岩体与岩石纵波速度之比计算完整性系数 Cm=(Vm/Vc)2
岩体完整性系数分类表
完整程度
完整性好
完整性较好
Cm
Cm >0.75
0.45≤ Cm≤0.75
1 岩石性质与分级——基本性质
波阻抗：岩石纵波速度与密度乘积： Z c
波阻抗表示岩石对应力波传播的阻尼作用，一般 波阻抗越大，凿爆越困难；
• 波阻抗对炸药能量在岩体中的传播效率有直接影
响，当炸药的波阻值与岩石的波阻抗值相接近 （相匹配）时，爆破传给岩石的能量就多，爆破 效果就越好。
1 岩石性质与分级——基本性质
上述三种不同成因的岩石而言，一般地 说岩浆岩可爆性较差，沉积岩和变质岩 的可爆性较好。
1 岩石性质与分级——基本性质
岩石的物理性质
孔隙度 岩石中孔隙的总体积V0与岩石的总体积V之 比。即：孔隙率： V0 V 100 % 常见：0.1%～30% 。岩石中冲击波和应力 波传播速度与孔隙率成反比 。
各向异性、不均匀性、非线性变形。
1 岩石性质与分级——动力学特性
动静载界定
• 岩石承受荷载分：动载、静载，不同荷载方式下，岩石表 现出力学特性不同。
• 给出的岩石力学参数，一般为静载作用下。 • 用变形过程中的平均加载率或平均应变率来判别。
加载方式
应变率/ s 1
载荷状态
稳定载荷 <10-6 流变
1 岩石性质与分级——基本性质
密度：岩石颗粒质量与所占体积之比 M V V0
常见：1400～3000kg/m3。
容重：岩块总质量与总体积之比，也即：单位体 积岩石质量。 G V
• 密度与容重成正比；容重增加可爆性越差，工程 中用下式估算标准抛掷爆破炸药单耗： q 0.4 ( / 2450 )2 (kg / m3 )
玄武岩
2.8~3.0
2.75~2.9 0.1~0.2 4500~7000 1400~2000
辉绿岩 2.85~3.0 2.80~2.9 0.6~1.2 4700~7500 1800~2300
石灰岩 2.71~2.85 2.46~2.65 5.0~20 3200~5500
700~1900
白云岩
2.5~2.6
• 围绕不同目的和功能，采用不同分级指标体系，国 际上出现了几十种分级体系、方法，有代表性的多 达十多种。
• 至今，国际上没有普遍、通用的分级方法。
1 岩石性质与分级——岩石分级
• 岩石可钻性、可爆性分级，是岩石分级体系下的二 次分级，是专门为爆破工程服务的岩石分级。既有 岩石分级体系的共性，又有针对爆破的独特性。 • 我国建国初引入前苏联岩石分级方法，半个多世纪 以来，各部门也曾制定有特色的岩石分级法。但至 今还没有一个公认的普遍都适用的分级法。
Cm=(Vm/Vc)2
Vm——在岩体中测得的纵波速度；VC——在相同岩块中测得的纵波速度。
根据 Cm 大小可以推算岩体的准强度：Rm=Cm·R
完整性差 Cm<0.45
1 岩石性质与分级——岩石分类
岩石种类很多，但按其成因分为3类： 岩浆岩：埋藏在地壳深处的岩浆（主要为硅酸盐）
上升冷凝或喷出地表形成。
变质岩：岩浆岩、沉积岩在高温、高压或其他因素作用下， 矿物成分和排列经某种变质作用而形成的岩石。变质程度 越高、矿物重结晶越好、结构越紧密，坚固性越好。
• 正变质岩：岩浆岩形成的变质岩，常见：花岗片麻岩； • 副变质岩：沉积岩形成的变质岩，常见：大理岩、板岩、
石英岩、千枚岩等。
1 岩石性质与分级——岩石分类
下发生破坏疏松程度。风化程度大，岩石孔 隙率和变形大、强度和弹性能降低。同一岩 石风化程度不同，物理力学性质差异很大。
根据GB50218-1994《工程岩体分级标准》岩石风化程度分为：未风化、 微风化、弱风化、强风化和全风化
岩石的碎胀性：岩石破碎后，总体积增加的性质。
常用碎胀系数或松散系数K，则 K V0 V 。
采掘工程中，选用装载、运输、提升等设备容器时， 必须考虑碎胀系数； 岩石爆破所需膨胀空间与岩石碎胀系数有关。
常见岩石的物理性质
岩石名称 花岗岩
密度 /g· cm-3 2.6~2.7
容重 /t ·m-3
孔隙率 /%
纵波速度 /m·s-1
波阻抗 /kg· cm-2·s-1
2.56~2.67 0.5~1.5 4000~6800 800~1900
1 岩石性质与分级——基本概念
工程地质对爆破影响
工程地质对爆破影响爆破工程地质，是指与爆破工程有关的地质因素的综合，它包括地形地貌、岩体结构类型，以及工程地质特征、水文地质条件、物理地质现象等。
其中，地形地貌、岩体结构类型及工程地质特征，是影响爆破作用和效果的最主要因素。
在爆破设计时应对爆区内地形地貌作调查，地形地貌是爆破工程最基本的边界条件，直接关系到爆破作用和效果；同时应对爆区内的岩石进行全面分析和评价，一般岩石容重越大，其坚固性也越高，单位耗药量也随之增加；岩体不是理想的均匀介质，被节理、裂隙、断层等地质结构面所切割呈现各种异性，表现出复杂的物理力学特性，对爆破作用有很大影响。
岩体结构是指在各历史时期由于各种内外动力作用在地壳上留下的地质运动的构造痕迹。
与爆破有密切关系的地质构造是岩体的层理、褶皱、断层、节理、裂隙及其相互间的空间关系。
岩体结构面的产状即为岩体结构面在空间的位置状态，通常用走向、倾向、倾角来表示，称为岩体产状三要素。
由于岩体结构的差异，工程中对爆破的整体效果或局部产生影响，也可引起不同的爆破危害效应，岩体结构的影响在工程爆破中应给予足够的重视。
一、岩石的爆破特性衡量岩石爆破性能的主要指标是单位耗药量，通常为在水平地面条件下，爆破形成标准抛掷漏斗时，爆破单位体积岩石所需的炸药用量。
岩石的坚固性与岩石容重和爆破有密切关系，一般是岩石容重越大，其坚固性也越高，岩石单位耗药量也随之增加。
岩石的节理、裂隙、孔隙、断层等地质结构对爆破作用也有很大影响。
爆破施工中岩体自由面的大小及数量对爆破效果也带来较大影响，当爆破自由面越小和越少时，爆破受到的夹制作用越大，使爆破破碎效果差，炸药单耗增大。
此外，爆破时炸药与岩石的耦合状态、炸药直径、堵塞质量、装药结构、爆破方式都会不同程度影响爆破效果。
在爆破施工中要合理选择炸药的类型，选择炸药的波阻抗与岩石波阻抗相匹配，使其匹配系数尽可能接近1，以达到最大限度地破碎岩石、提高炸药能量利用率、改善爆破效果的目的。
爆破工程地质灾害及其防治思考
计的高边坡支护方案是应用锚杆格构支护方案,种植相应灌木绿植,增强高边坡坡面的稳定和安全性能。
3分析岩土高边坡方案的设计过程3.1分析和研究动态性设计这个工程的高边坡岩土工程是相应的丘陵地带,会存在很大的地质变化[3]。
进行这个工程的实际设计时,有关的设计人员要仔细进行建设现场实际的勘查,有效利用挖掘方式实施建设施工,并进行全面收集建设施工现场的各种有关资质的信息数据资料,根据实际勘察的准确信息数据,可以进行设计方案的合理优化和调整,进而让设计更完善,达到减少差错的目的,以保证岩土高边坡建设的安全和稳定,确保工程质量。
3.2分析边坡支护设计根据工程的具体和实际情况,在实施支护方案的设计时,所实施的设计方案不可以应用喷射混凝土护面,因为本工程边坡属于岩石裂隙发育情况,会因地下水有影响,会发生混凝土结构的地下空洞情况,这种情况对加固高边坡支护不利,也会影响到边坡岩土工程外观,也与工程建筑的周围环境不协调。
因此,在进行实施边坡支护设计,结合具体的实际情况实施相应设计,保证边坡安全和稳定,确保工程的整体质量。
3.3实施合理优化设计这个工程的高边坡岩体的相应分层土体结构,如果雨水对其作用,会有位移、滑坡等相应地质危害,会对周围居民造成很大安全威胁[4]。
所以,一定要重视工程设计质量,要关注和设计有效的锚索支护方案,以增强高边坡岩土工程稳定性,保证高边坡的安全性。
另外,因为工程处于的区域是属于潮湿的气候,要防止锚头材料会有相应的锈蚀现情况出现,进而也会出现断裂情况。
因此,进行建筑高边坡支护的设计时,要实施严试验和计算相应的岩土高边坡结构预加应力。
进而实施设计方案合理调整和优化,保证岩土高边坡结构的稳定和安全。
4结束语综上所述,因为随着时代和社会的快速发展和进步,各种工程项目在不断增多,也有了更多的高边坡岩土工程建设施工。
实施高边坡岩土工程的设计时,假如出现设计质量,会对将后期工程建设留有安全隐患。
所以,要对高边坡岩土工程设计方案的重点实施有效分析,利用相应的动态化设计方法,对施工现场实施详细全面勘查,对实际地质构造进行准确详细了解和掌握,进而不断调整和优化高边坡岩土工程设计方案,进而降低高边坡岩土工程安全隐患,提高高边坡的安全性和稳定性,保证工程建设健康顺利实施。
爆破工程地质灾害及其防治
爆破工程地质灾害及其防治爆破工程项目一般是在复杂的自然和社会环境中进行的，其中充满了大量不确定性因素，由此产生的风险常常影响了工程项目的顺利实施，迫切需要对爆破工程项目进行风险的管理。
在此基础上，提出了避免或减轻产生爆破工程地质灾害的具体措施。
本文结合实例就爆破工程中存在的各种地质灾害的原因进行详细的分析，通过有效的控制炸药能量以及爆破点，从而避免爆破地质灾害的产生，以供参考。
标签：爆破工程;地质灾害;岩体地质力学;浅孔松动引言：工程爆破在国民经济中的地位日趋重要，特别是我国为多山的国家，目前我国基本建设中的土石方施工总量每年达近千亿立方米，其中相当部分需采用爆破方法开挖。
因此，岩体爆破理论和技术的发展，将直接关系到国家的基本建设。
然而，当今国内外的岩体爆破理论，大都建立在均匀、连续介质力学基础上的。
实际上岩体介质多为不连续体，在这些不连续岩体介质中爆破时，其爆破物理过程、爆破作用机制和效果，严格的受岩体中发育的节理、裂隙等结构面控制。
一、爆破工程地质灾害的类型根据爆破工程地质灾害产生的原因，可归纳为如下几种类型：（一）由于用药量过大，产生严重超爆，造成边坡岩体及围岩失稳，或造成渗漏问题，或产生严重的爆破震动灾害。
（二）由于爆破，气体产物连同岩石碎块沿各种软弱结构面突然冲出地表而产生的冲炮事故。
其结果不仅使爆破工程完全失效，并产生大量空气冲击波和飞石，毁坏建筑物及各种工程设施，毁坏大片农田、森林、植被，甚至造成人员伤亡。
（三）由于爆破炸裂地下含水层顶底板或各种地下水过水通道，造成突然涌水或含水层被疏干，产生更严重的意外灾害和环境灾害。
（四）由于药包位置与岩体结构面的关系处理不当，使结构面对爆破作用机制和效果产生严重影响，不仅造成爆破欠爆留埂，并造成爆破作用方向改变，使定向爆破失效，特别是这种爆破作用方向的随机改变，常造成更重大的无准备的环境灾害。
（五）爆破震动，直接造成爆破区域临近区的岩溶塌陷、崩塌和滑坡体复活、或各种危岩及山体失稳，甚至特大型爆破震动会使一些活动性断层被诱发成更大规模的爆破诱发地震等。
爆破工程地质
各不相同，但主要的造岩矿物有八种：石英、正长 石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、辉石和橄 榄石。
前四种是浅色矿物，后四种是暗色矿物。岩浆岩的 颜色就决定于其中的浅色矿物和暗色矿物的含量比。
浅色矿物富含Si、Al，常称之为硅铝矿物，暗色 矿物富含Fe、Mg，因而称之为铁镁矿物。
▪ 粘土矿物：主要由含铝硅酸盐的岩石，经化学 风化作用分解后产生的新矿物，如高岭石、胶岭石、 水云母、铝土矿等。
▪ 化学和生物成因的矿物：从真溶液、胶体溶液 中沉淀出来的或生物作用形成的矿物，如方解石、 白云石、铁锰的氧化物和氢氧化物、石膏等。
▪
▪ 沉积岩的颜色主要决定于构成岩石的矿物
颜色、混入杂质的颜色，以及沉积环境和成岩 以后的变化。因此，沉积岩的颜色是一个重要 特征，描述沉积岩的颜色时，应观察岩石的新 鲜断面，如果只用一种颜色无法恰当地描述时， 可采用复合色，如灰绿色、灰黄色等。其中， 后一种绿、黄色为基本颜色，前一种灰色为次 要颜色。
▪ 4.岩石分级
▪ 岩石的分级(类),通常是根据凿岩爆破工程的实际 应用需要来进行的。合理、简便、明了的具有实用 价值的岩石分级法，应当根据具体的工程目的，采 用一个或几个指标或判据来划分。
▪ ⑴土壤及岩石分类
▪ 我国土木建筑、市政工程普遍采用的建设部《全
▪
纪：是一个地质年代单位，地质年代是地壳历史 的自然分期，反映了地壳的发展阶段，分宇、代、 纪、世、期、时。第四纪距今约2百万年。
1.岩浆岩 岩浆岩是由埋藏在地壳深处的岩浆（主要成分
为硅酸盐）上升冷凝或喷出地ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ形成的。直接在地 下凝结形成的称为侵入岩，按其所在地层深度可分 为深成岩和浅层岩；喷出地表形成的叫做火山岩 （喷出岩）。
简析爆破工程地质灾害及防治措施
简析爆破工程地质灾害及防治措施摘要：爆破是工程建设中的重要手段，比如在矿山开采、水利建设、道路工程、边坡治理等工程中的不断应用。
随着科技不断发展，在爆破工程当中，因为爆破能量的作用下产生的诸多影响，如岩体的失稳、爆破飞石、爆破冲击波、爆破地震波等因素，地质灾害的产生对爆破安全有着非常重要的影响。
所以，工作人员必须提前对爆破区域进行实地勘察，正确的运用地质学原理，分析爆破工程的地质条件，因地制宜的调整爆破方案。
并根据当地的地质条件有针对性的改变爆破位置或爆炸方向，调整炸药用量，从而保证爆破工程的安全性，最大限度的避免爆破工程地质灾害的产生，达到更好的爆破效果。
关键词：爆破工程；地质灾害；防治措施爆破工程地质灾害是指爆破作用下产生的对爆破效果、工程质量安全、周边环境及人员生命财产等造成的各种事故和灾害。
因此，正确的了解地质灾害的概念、地质灾害的形成原因和条件以及如何有效的防治地质灾害，在爆破施工过程中，是至关重要的环节。
1爆破工程导致地质灾害的原因和形式爆破工程会在多种地址环境下实施爆破作业，由于不同地质环境在作业中存在差异，实际的作业中也存在多种隐患。
当前常见的故障形式如下：①冲炮事故。
该事故的形成原因是爆破过程中产生气体冲击到了软弱结构面上，这一结构面会在这类因素的共同作用下，致使结构面冲出爆破区域，后果是导致整个工程施工面和周边的建筑物被严重损坏。
②超爆事故。
这一事故的原因是爆破作业中向爆破区域填入了过多的炸药，后果是整个周边环境的地下环境受到干扰，严重时会降低底层的承力水平。
③欠爆问题。
该事故的成因是爆破作业中炸药的装填位置不合理，或者对于炸药放置周边的地质环境处理效果较差，后果是定向爆破工作失效，由于爆破方向无法有效控制，导致的自然灾害情况无法确定。
④涌水问题。
该事故的成因是爆破区域周边的地层中含有大量的水，在爆破振动的作用下，地下水道受到相应的影响，导致涌水问题出现。
⑤爆破滑坡问题。
该问题的成因是在爆破中会产生剧烈振动，在振动的情况下会导致爆破区域以及邻近区域受到强烈的干扰，在这一干扰的作用下，会出现区域断裂等问题，严重时会出现滑坡等问题。
(建筑工程管理)爆破工程地质(岩石工程分类与力学性质)
（建筑工程管理）爆破工程地质(岩石工程分类与力学性质)爆破工程地质（岩石工程分类和力学性质）发布时间：2010-01-2210:39116岩石物理力学性质physical-mechanicalproperty0frock岩石对物理条件及力作用的反应，包括岩石物理和岩石力学性质。
在力学特性中仍包括渗流特性，机械特性(硬度、弹性、压缩及拉伸性、可钻性、剪切性、塑性等)。
117岩石物理性质petrophysicalpropertiesofrock岩石物理性质主要有：岩石的密度、岩石的空隙性、岩石的波阻抗、岩石的风化程度等各种特性参数和物理量。
118岩石工程分类engineeringclassificationofrocks从岩石工程的角度据岩石强度、裂隙率、风化程度和其它特征指标将其划分成各种类别赢等级，如完整岩石、新鲜岩石、风化岩石、蚀变岩石、块状岩体、层状岩体、软弱夹层等。
119岩体工程分类法engineeringclassificationofrockmass把工程岩体质量的好坏分成有限和有序类别的方法。
作为评价岩体工程稳定性，进行工程设计和施工管理的基础的工程岩体分类，壹般包含三个方面的工作：1)依据研究对象确定分类因素，构成分级指标作为分级的判据；2)合理选择用分级指标组成的分级模型，得到划分档次的标准；3)根据工程需要确定分级数目。
分类的结果要经过实践检验。
120岩石质量分类rockmassclassification依据岩石材料的物理性质(非均匀性、各向异性和渗透性)、机械性质或对采掘作业的阻力(如可爆性或可挖性)将岩石进行分类的方法。
Barton1974年制定的QC(品质)系统和Bieniawski1973年建立的RMR(岩石质量测定)系统可建议用于爆破目的的岩石质量分类。
121岩体RQD指标rockqualitydesignation岩心中长度等于或大于10cm的岩心的累计长度占钻孔进尺总长度的百分比。
爆破工程地质岩石工程分类与力学性质
爆破工程地质岩石工程分类与力学性质爆破工程是工程领域中一个非常重要的工作，需要对地质岩石进行分类和力学性质的分析。
正确的分类和分析能够有效地指导爆破工程的实施，使得工程能够更加高效、安全地进行。
以下是关于爆破工程地质岩石工程分类与力学性质的详细介绍。
一、地质岩石分类1. 岩石的性质岩石的性质是基于其成分、结构、颗粒度、孔隙度、硬度等因素进行分类。
常见的岩石分类如下：（1）岩性。
岩石可以分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。
（2）成分。
岩石成分可以分为酸性岩、中性岩和基性岩三类。
（3）结构。
岩石结构可以分为富有节理的岩石、板状结构的岩石和块状结构的岩石三类。
2. 工程分类按不同的工程需要，岩石还可以按照以下几个方面进行分类：（1）厚度。
按照厚度可以分为表土层、岩体层和深层岩层。
（2）沉降性。
按照沉降性能够分为稳定性岩石和易沉降岩石。
（3）生活环境。
按照生活环境能够分为水环境中的岩石、陆地环境中的岩石和洞穴中的岩石。
（4）误差要求。
按照误差要求能够分为高精度要求的岩石和一般精度要求的岩石。
二、地质岩石力学性质1. 岩石的强度性质岩石的强度性质表明了岩石所能承受的内部或外部施力的能力。
这就要涉及到以下几个指标：（1）抗拉强度。
指岩石在拉伸力下的抵抗能力。
（2）抗压强度。
指岩石在受到约束的条件下抵抗压缩力的能力。
（3）抗剪强度。
指岩石在剪切作用下的抵抗能力。
2. 岩石的稳定性质稳定性是指岩石在承担一定力量时所需要表现出的稳定性。
这就要考虑到以下几个指标：（1）岩石的硬度。
岩石硬度越高，其稳定性就越高。
（2）岩石的断裂性。
当岩石发生断裂时，形成的断面能够表明它承受的应力程度。
（3）压缩试验。
对岩石进行压缩试验可以测试其承受的压力极限。
（4）剪切试验。
对岩石进行剪切试验可以测试其剪切强度和极限表现能力。
三、爆破工程中岩石分类和力学性质的应用岩石分类和力学性质在爆破工程中具有非常重要的应用价值。
只有明确的了解了岩石的分类和力学性质，才能够选择合适的爆破工法和正确的爆破参数，从而使得工程能够更加高效、安全地进行。
第四章 第三节 爆破作用引起的工程地质问题
第四章、 第四章、爆破工程地质
第三节 爆破作用引起的工程地质问题
孟爱国
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本次授课重点
1 2 3 4
一、设计原理的主要任务
二、设计需要完成的步骤
三、矿山设计程序
四、小结
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第三节 爆破作用引起的工程地质问题
特别是大爆破后可能引起的工程地质问题，主要是 边坡稳定问题。 必须详细了解爆区工程地质条件，认真研究药包布 置及爆破各项参数的选取， 大爆破引起的边坡病害，在硬质岩体中主要产生危 石和落石，在松软岩体、软硬不均岩体中则可能引 起崩塌或滑坡。 在爆破作用区范围内，处在斜坡或陡坡上的悬石、 堆积体或古滑坡体，在爆破当时即使没有明显的活 动，但以后在自然应力作用下仍可能发生崩塌或滑 落。
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（二）非均质岩体对爆破作用的影 响
1.爆破作用容易从松软岩体较部位突破而影响爆破 效果。 2.当药包通过不同岩层，或有较厚的松碴压在上面， 在确定炸药单耗q值及药包间距系数时，要考虑其 影响，要防止过量装药和产生根底。 3.在确定上破裂半径值时，对于有较厚堆积层的斜 坡，不能单纯从坡度考虑，而应视覆盖层情况确定。 4.因为岩性差异大，非均质岩体爆后形成的边坡也 不稳定，爆后边坡面易于形成各种裂隙，或使原有 节理、层理扩展，造成坡面凹凸不平，形成落石等 病害。
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（一）均质岩体与爆破作用的关系
均质岩石主要以其物理力学性质对爆破作用产生影 响。 1.某些爆破参数与岩性有关 爆破设计时某些爆破 某些爆破参数与岩性有关 参数如炸药单耗、爆破压缩圈系数、边坡保护层厚 度、药包间距系数、岩石抛掷距离系数以及爆破安 全距离计算中的一些系数都需要根据岩石的物理力 学性质如岩石的容重及强度或f值等加以确定。这 些可参考爆破设计有关内容。 2.炸药与岩石匹配问题 为了提高炸药能量利用率 炸药与岩石匹配问题 必须根据岩石的特性阻抗（波阻抗）来选择炸药的 品种，使炸药的特性阻抗（即炸药的密度与爆速的 乘积）与岩石的特性阻抗相匹配。
爆破工程地质
可钻性与可爆性分级：
• 可钻性——可用钻头未磨钝之前的钻进速 度来表示，钻进速度快，可钻性就好，反 之就差。级别：极易钻、易钻、难钻、极 难钻 。 • 可爆性——岩石在爆破作用下发生破碎的 难易程度，岩石的可爆性一般可用爆破单 位体积岩石所需的炸药量来表示，炸药用 量越小，可爆性好，反之就差。 • 级别：极易爆、易爆、中等、难爆、极难 爆。
衡量岩石强度的指标：
• 岩石强度衡量标准：岩石试件在单轴静态荷载作用下承受 的最大抗力。 • 按受力性质分，岩石强度可分为抗压、抗拉、抗剪等强度： 抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度 • 受力状态不同时： 三轴抗压强度＞双轴抗压强度＞单轴抗压强度
（ 无自由面）
（自由面少）
（ 自由面多）
• 按加载速率分，可分为静载和动载强度： 动载强度＞静载强度。
• 断裂构造（小则为裂隙，大则为断层）
岩层产状
岩层的倾向确定后，走向就可以确 定，岩层的走向确定后，倾向不一 定确定。
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• 产状举例：如倾向220°，倾角25°时： • 方位角表示：220°∠25° • 意思为：倾向∠倾角， • 象限角表示：S40°W/25°SE • 意思为：象限-走向方位角∠倾角-倾向
软岩（软石） 中硬岩（次坚石） 硬岩（坚石）
容重：1.1～2.7T/m3 坚固系数f=1.5～4 所需炸药量：较小 可钻与可爆性：较易
容重：2.2～3.0T/m3 坚固系数f=4～10 所需炸药量：中等 可钻与可爆性：中等
容重：2.6～3.3T/m3 坚固系数f=10～25 所需炸药量：较大 可钻与可爆性：难
• 岩石强度——岩石抵抗外力破坏的能力， 是岩石坚固性的表现，坚固性差的岩石 易钻爆，反之难钻爆。10-39 • 岩石弹性模量——在弹性范围内： • 弹性模量=应力/应变； • 岩石泊松比——岩石单向受压时： • 泊松比=横向应变/竖向应变
爆破工程地质
岩石性质及分级
• 岩石基本性质
主要力学性质：
1、岩石变形特征： 弹性、塑性、脆性
2、岩石的强度特征： 单轴抗压强度、单轴抗拉强度、抗剪强度
3、弹性模量 应力与应变之比
4、泊松比 单向受压时，横向应变与纵向应变之比
岩石性质及分级
• 岩石的动力学特性 载荷种类比较
加载方式 稳定载荷 液压机
压气机
冲击杆 爆炸冲击
• B.H.库图佐夫岩石爆破性分级，分10级 • 岩石爆破破碎性分级，分6级 • 东工提出的岩石爆破性分级，分5级10等
地质条件对爆破的影响
• 结构面对爆破的影响
结构面按成因类型有：原生、次生、构造形成
6种作用：
1、应力集中 使软弱面较发育的爆区，单耗相应降低。
2、应力波的反射增强作用 影响效果与软弱面级数以及爆破规模有关
应变率/s-1 ＜10-6 10-6~10-4 10-4~10 10~104
>104
载荷状态
流变
静态
准静态
准动态
动态
动 • 冲击动荷载下应力场与岩石性质有关，静载则无关 静 载 • 动载是瞬时性的，一般为毫秒级；静载通常超过10s 荷 • 爆炸具有明显波动性，变形特征与静载有本质区别 比 较 • 对同一种岩石动载强度比静载强度高
水工坝基 下：浅孔爆破
最底层：人工凿除
（或水平孔预裂爆破）
爆破对工程地质条件的影响
• 对边坡稳定性的影响 1、自然边坡 影响因素：爆破振动强度、自身的地质条件 4种地质结构易发生边坡失稳：
爆破对工程地质条件的影响
• 对边坡稳定性的影响 2、残留边坡
破坏程度影响因素 路堑开挖应注意：
• 爆破药量
• 爆破与地质条件密切结合