岩石爆破理论模型
岩土中爆炸的基本理论
炸药在岩土介质中爆炸发展图像
1)岩石中爆炸应力波的演变
炸药在岩土介质中爆炸发展图像（续）
2) 冲击 载荷作 用下岩 石的变 形及其 对应的 各种应 力波
冲击载荷作用下岩石的变形规律
炸药在岩土介质中爆炸发展图像（续）
2)冲击载荷作用下岩石的变形及其对应的各种应力波不同应力幅值时岩Fra bibliotek中传播的各种应力波
内部作用时根据岩石的破坏情况除在装药周围扩大爆腔外还将在岩石中自爆源向外依次形成粉碎区或称压缩区压碎区破裂区或称裂隙区和震爆破内部作用岩石破坏分区示意图r0r2r1破裂区半径装药内部爆破作用粉碎区密闭在岩体中的药包爆炸时产生高温高压气体爆轰压力在数微秒内急剧增高到数万兆帕强烈冲击药包周围岩石激起起冲击波产生很高的径向和切相压应力其强度远远超过岩石的动态抗压强度
式中Cp为岩石中的弹性波速度； r 为岩石的密度； D1为 爆轰波速度。
传入岩石中的爆炸载荷（续）
不耦合装药时炮孔压力 不耦合装药情况下，爆轰波首先压缩装药与孔壁间间 隙内的空气，引起空气冲击波，而后再由空气冲击波 作用于孔壁，对岩石加载。假定： a）爆炸产物在间隙内的膨胀为绝热膨胀，其膨胀规律 为PV 3=常数；b）忽略间隙内空气的存在；c）爆轰产 物开始膨胀时的压力按平均爆压Pm计算，即有： 因此求得不耦合装药时， 孔壁冲击压力为：
爆生气体膨胀推力作用假说
这种学说从静力学观点出发，认为岩石的破碎主要是 由于爆轰气体的膨胀压力引起的。这种学说忽视了岩体中 冲击波和应力波的破坏作用，其基本观点如下： 药包爆炸，产生大量高温高压气体，这些爆炸气体迅 速膨胀并以极高的压力作用于药包周围的岩壁上，形成压 应力场。当岩石的抗拉强度低于压应力在切向衍生的拉应 力时，将产生径向裂隙。作用于岩壁上的压力引起岩石质 点径向位移，由于不同方向受力不等引起径向位移速度不 等，导致在岩石中形成剪切应力。当剪切应力超过岩石抗 剪强度时，岩石即产生剪切破坏。破碎岩块又在爆轰气体 推力作用下沿径向抛出，形成爆破漏斗坑。（内——外）
第六章岩石爆破理论第一节爆炸应力波共32页
σr=σi，σt=2σi，反射应力＝入射应力，透射应力＝2倍的入射应力，（入 射波为压缩波，反射波也为压缩波，没有透射波）
Er= Ei，Et=0，能量全反射，而没有透射 相当于向刚体入射 ，或者从空气中向岩石入射 。
第一节 岩石中的爆炸应力波
④ K≠0，1，∞ 0<K<1时，ρ1cp1>ρ2cp2。相当于由硬岩向软岩入射。 σr与σi反号，即有反射波，为拉伸波 , σt与σi同号且σt<σi，也有透
对于抗压强度又分为三向抗压，双向和单向。 R压3>R压2>R压1 2 ．由于岩石的结构构造不同，各向异性，岩石的强度也呈各向
异性，如层状岩石，R||<R⊥ 3．随着加载速度的增加，强度增加 ，R动>R静
第一节 岩石中的爆炸应力波
四、岩石的硬度 岩石表面抵抗工具侵入的能力叫做岩石的硬度。 岩石的硬度又分为静压入硬度和冲击压入硬度。
对于某一点而言（，，v）＝f(t) 对于某时刻（，，v）＝f(x，y，z)
即岩石的应力状态（，，v）即是坐标的函数，
又是时间的函数 岩石的应力在岩体中的分布叫做岩石的应力场
第一节 岩石中的爆炸应力波
由炸药的爆炸作用而引起的冲击载荷称为爆炸载 荷；
由爆炸载荷的作用，在固体介质中引起的应力状 态参数的改变的传播――称之为爆炸应力波。
r
2cp2 2cp2
1c1 1c1
i
t
22cp2 2cp2 1c1
i
令： 2c p2 K 1c p1
则有： r K 1 i K 1
t 2K i K 1
第一节 岩石中的爆炸应力波
通过推导，还可以得出入射波所携带的能量与反射波及 透射波所携带的能量之间的关系：
岩爆预测方法与理论模型研究的开题报告
岩爆预测方法与理论模型研究的开题报告开题报告题目：岩爆预测方法与理论模型研究一、选题的背景和意义岩爆（Rockburst）是指在地下工程中，由于矿体应力变化引起的破岩现象，其发生会给矿山采掘带来巨大的危害，使得安全生产面临严重挑战。
因而，对岩爆的预测及控制研究成为矿山安全生产的热点问题。
然而，岩爆发生规律复杂，造成的原因和机制也十分复杂，因此如何建立有效的预测方法和理论模型对岩爆进行控制具有重要的实际意义和深远的理论价值。
二、研究现状及存在问题当前，对于岩爆的研究主要集中在预防措施的制定和加固设计方面。
而对于岩爆的预测和控制研究则相对滞后，其预测准确性和可靠性仍然有待提高。
现有方法如Gradient Boosting决策树、逻辑回归等也存在一定的局限性，如训练数据不足、模型过于简单等问题，阻碍了其在实际中的应用。
三、研究的内容和方法本研究将结合国内外学者已有的岩爆研究成果和研究最新进展，深入研究岩爆的预测方法和理论模型。
具体研究内容包括：1. 岩爆预测方法的改进：针对现有方法存在的问题，如数据量不足、模型选择不合适等问题，采用合适的数据预处理和特征选取方法对数据进行处理，结合深度学习算法改进预测模型的结构和算法。
2. 岩爆发生机理的研究：以确定岩爆发生的根本原因和机理为目标，建立起岩爆物理力学模型，探索不同条件下的实验破岩现象，加深对岩爆发生机理的了解。
3. 岩爆控制理论研究：开展控制方法的理论研究，结合现有的预防措施，寻找更为适合的控制方法，以提高岩爆的控制效果。
四、预期研究结果及其意义本研究的预期研究成果包括：1. 结合实验方法，建立一个新的岩爆物理力学模型，加深对岩爆机理的理解和认识。
2. 建立一种新的岩爆预测方法及其理论模型，改善现有方法存在的局限，提高预测准确性。
3. 寻找更为适合、经济的的岩爆控制方法，在实际中进行控制的有效性进一步提升，取得实际应用效果。
本研究的意义主要体现在：1. 优化企业生产安全，减少生产事故，提高企业运行效率，降低运营成本。
第四章岩石爆破基本理论PPT课件
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3 爆破破岩机理
图3-32中的药包布置在断层的破碎带中。当断 层内的破碎物胶结不好时，爆炸气体将从断层破碎 带冲出，造成冲炮并使爆破漏斗变小。图3-33中的 药包位于断层的下面。爆破后，爆区上部断层上盘 的岩体将失去支撑，在重力的作用下顺断层面下滑， 从而使爆破方量增大，甚至造成原设计爆破影响范 围之外的建筑物损坏。
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3 爆破破岩机理
6.2.2爆破漏斗
当单个药包在岩体中的埋置深度不大时，可以观察 到自由面上出现了岩体开裂、鼓起或抛掷现象。在自 由面上形成了一个倒圆锥形爆坑，这个坑称为爆破漏 斗。
（1）爆破漏斗几何要素
自由面（free face）是指被爆破的介质与空气接触的面，又叫 临空面,如图中AB面。 最小抵抗线W（minimum burden）是指药包中心距自由面的 最短距离。爆破时，最小抵抗线方向的岩石最容易破坏，它是 爆破作用和岩石抛掷的主导方向。
另外，工业炸药的密度也不能进行大幅 度的变动，例如当铵梯炸药的密度超过其极 限值后，就不能稳定爆轰。因此，根据爆破 对象的性质，合理选择炸药品种并采取适宜 的装药结构，从而提高炸药能量的有效利用， 是改善爆破效果的有效途径。
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3 爆破破岩机理
爆速是炸药本身影响其能量有效利用的一 个重要性能指标。不同爆速的炸药，在岩 体内爆炸激起的冲击波和应力波的参数不 同，从而对岩石爆破作用及其效果有着明 显的影响。
用
径向压缩引起的切向拉伸
爆破的内部作用
1—径向裂隙 2—环向裂隙
rc－药包半径；Rc－粉碎区半径；Rp－破裂区半径径向裂隙和环向裂隙的形成原理
岩土中爆炸的基本理论
我国武汉岩土力学研究所通过现场试验得出的应力波 衰减指数为
在应力波作用区，岩石中柱状应力波的径向应力与切 向应力之间有如下关系
第三节 岩石爆破破碎机理
★ 岩石爆破破坏机理的三种假说: 1）爆生气体膨胀推力作用假说； 2）爆炸应力波反射拉伸作用假说； 3）爆生气体和爆炸应力波综合作用假说。 ★ 装药爆破作用： ＊内部作用：岩石在炸药作用下发生破坏的物理过程 ＊外部作用：爆破漏斗
应变率/s－1 荷载状态 加载方式 <10－6 流变 稳定加载 10－6 ~10－4 静态 液压机加载 10－6 ~10 准静态 10~103 准静态 > 104 动态 爆炸加载
压气机加载 冲击杆加载
一、岩石的物理力学性质（续）
爆炸荷载下岩石的力学反应： 1）炸药爆炸首先在岩石中产生冲击波，峰值压力高， 作用时间短，由于能量的大量消耗，衰减很快，衰变成应 力波。 2）岩石中某局部被激发的应力脉冲（冲击波或应力 波）是时间和距离的函数，岩石中产生明显的应力不均现 象。近处应力值高，而远处应力值低。 3）岩石中各点的应力呈动态，即岩石的变形、位移均 与时间有关，岩石中的应力场随时间变化。 4）岩石与炸药间的匹配关系影响爆源周围的动态应力 场。（两者的阻抗匹配）。
二、爆炸荷载下岩石的强度特性（续）
★动载下岩石强度（岩石动态强度）： 提高加载速度，就提高了岩石的应变率，岩石由弹塑 性、塑性向脆性转化，弹性模量增大，强度也随之提高。 岩石的动态强度和加载速率有关，速率越高，强度提 高越大。影响程度抗压强度高于抗拉强度。
d K lg j
通常认为：岩石动态强度比静态强度约提高10~15倍。 教材表5－2列出了几种岩石的动态强度。
第三章 岩石爆破理论第一部分
岩石爆破理论
当药包埋置在靠近地表的岩石中时，药包爆破后除产 生内部的破坏作用以外，还会在地表产生破环作用。 反射拉伸波引起自由面附近岩石的片落和径向裂隙的 延伸。
1
2 (a) (b) (c) (c)
2.岩体的爆破破碎机理 炸药在岩石中的作用范围 爆破的外部作用
的过度破碎。当压缩应力波通过压碎带后，继续传播但强
度大大下降，不能直接引起岩石的压破碎。当达到自由面 时反射成拉应力波，虽然拉应力比较小但达到了岩石的抗 拉强度，岩石拉断。表现为“折断”、“片落”、“分离” 等现象。逐渐形成爆破漏斗范围内的完全拉裂。
2.岩体的爆破破碎机理 爆破破坏作用理论 爆炸冲击波反射拉伸破坏理论：
岩石爆破理论
爆破破坏作用理论
②爆炸气体膨胀压力破坏作用理论：
基本观点： 该理论从静力学观点出发，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 用在药包周围地的岩壁上，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
爆炸
第三章岩石爆破理论
从爆炸到工程爆破：
岩石爆破理论
爆炸是某一物质系统在有限空间和极短
回 顾
的时间内，释放出大量能量的物理、化学
变化过程。在这个变化过程中，通常伴随
着热、光、声响和电磁等现象发生。
爆炸分物理爆炸、化学爆炸、核爆
炸三类
炸药爆炸属化学爆炸
岩石爆破理论
从爆炸到工程爆破
爆破：利用炸药爆炸的能量对介质作功。
剪强度时就会引起岩石的破裂。当爆炸气体膨胀推力 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。
谈谈岩石爆破损伤模型研究
谈谈岩石爆破损伤模型研究岩石开挖过程涉及到岩石力学、爆炸力学、工程爆破及损伤力学等多个领域，其中关键问题是爆破损伤控制，它在建立岩石稳定性先关分析方法和设计岩体爆破理论等方面具有指导意义。
同时在保障矿山开采安全和提高社会经济效益方面也具有重要作用。
因此有必要对岩石爆破损伤模型研究中存在的几个问题进行探讨。
一、岩石爆破损伤模型研究现状要想研究岩石爆破损伤机理和过程，必须对岩石爆破损伤模型进行研究，岩石爆破损伤模型在爆破参数设计优化和爆破技术研究方面起着重要作用。
目前岩石爆破损伤模型应用比较广泛的有两种模型，一种是流体弹塑性模型，另一种是弹塑性理论模型。
这两种模型之所以在该领域得到广泛应用，主要是因为其实用性强，模型清晰，且在很多情况下这种模型可以对岩石爆破机理做出合理解释，这种解释正是研究者们所需要的。
比如在处理高围压等爆破问题时，就可选择流体弹塑性模型对其进行研究。
在岩石爆破损伤模型研究进程中，断裂力学相关理论为其提供了必要的依据。
岩石爆破损伤模型研究重点在于从宏观层面出发，着重研究裂纹集合力学效应，而不对单个裂纹力学则不进行研究，这也是它的一个比较突出的特点。
因此，这种模型能更好的为岩石爆破破碎和岩石介质相关研究提供有力支撑。
另外岩石爆破损伤模型还有另外一个比较突出的特点，就是大部分岩石弹塑性模型可以运用到未受损的爆破岩石中，并且为其提供必要的试验参数和研究结果，在模型的模拟过程中，运用数值模拟技术可以模拟包括爆炸传播、岩石介质应力、介质运动等在内的爆炸损伤全过程。
就目前岩石岩石损伤模型应用情况看，其研究主要朝岩石破碎和岩石断裂理论为基础的方向发展，具体来说，这两个研究方向分别为岩体微观爆破损伤模型和岩体断裂爆破损伤模型。
其中岩体微观爆破损伤模型是以损伤系数增加值或裂纹密度为依据，而另一种爆破损伤模型是以岩体裂纹开裂扩展为依据。
这两种损伤模型建立之前，应用最多的是Grady模型，应该说岩体微观爆破损伤模型和岩体断裂爆破损伤模型是在Grady模型基础上发展起来的。
岩体爆破的损伤统计演化理论模型
第25卷 第6期岩石力学与工程学报 V ol.25 No.62006年6月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2006收稿日期：2005–01–17；修回日期：2005–03–23基金项目：湖北省教育厅重点项目(D200504)；湖北省水电工程施工与管理重点实验室(三峡大学)项目(HEF200405)；重庆交通学院结构工程实验室项目(20040005)作者简介：姚金阶(1968–)，男，博士，2005年于武汉大学岩土工程专业获博士学位，主要从事力学和岩土爆破工程方面的教学与研究工作。
E-mail ：yaojinjie111@岩体爆破的损伤统计演化理论模型姚金阶1，朱以文2，袁子厚3，文 尉4(1. 三峡大学 土木水电学院，湖北 宜昌 443002；2. 武汉大学 土木建筑工程学院，湖北 武汉，430072；3. 武汉科技学院 数理系，湖北 武汉 430073；4. 湖北宜昌岩松爆破公司，湖北 宜昌 443000)摘要：将实际爆破工程中的岩石爆破作为岩体工程的范畴，讨论岩体爆破的一般特点，并从岩体初始结构弱面的统计特性和爆破后的块度分布特征出发定义一种新的岩体损伤变量。
将损伤变量与裂隙的分形维数相联系，构造一种岩体爆破统计损伤的演化理论模型。
这种损伤量的定义满足完整岩石的损伤值为0，爆破以后岩体的损伤值为1。
通过对该模型的初步计算分析表明，此模型具有清晰简明的特点和一定的实际应用价值。
关键词：岩石力学；岩体爆破；损伤；演化模型中图分类号：TU 457 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2006)06–1106–05A THEORETICAL EVOLVING MODEL OF ROCK MASSBLASTING WITH STATISTICAL DAMAGEYAO Jinjie 1，ZHU Yiwen 2，YUAN Zihou 3，WEN Wei 4(1. College of Civil and Hydropower Engineering ，China Three Gorges University ，Yichang ，Hubei 443002，China ；2. School of Civil and Architectural Engineering ，Wuhan University ，Wuhan ，Hubei 430072，China ；3. Department of Mathematics and Physics ，Wuhan University of Science and Engineering ，Wuhan ，Hubei 430073，China ；4. Yichang Yansong Blasting Company ，Yichang ，Hubei 443000，China )Abstract ：The practical blasting engineering is considered as rock mass engineering ，and the general characteristics of rock mass blasting are discussed. There are various discontinuous joints and fissures in rock mass which have statistical characteristics ，so the distribution parameter can be measured. The damage parameter is defined as the ratio of the area of fragmentation after blasting divided by the area of all sections. The definition meets the requirement that the damage of intact rock is 0 and is 1 after blasting. The rock fragmentation has fractal character and has relation between damage parameter and fractal dimension. So the evolvement equation can be established. The numerical calculation of the statistical damage model indicates that this model is clear in theory and applicable in practical engineering.Key words ：rock mechanics ；rock mass blasting ；damage ；evolving model1 引 言岩体工程的概念自提出以来，近年来受到较大关注，并逐步被越来越多的人们认可[1]，实际上各种工程中的岩石爆破也应该是岩体爆破工程，作者认为可以归于岩体工程的范畴。
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岩石爆破理论模型
摘要：岩石爆破模型的研究是爆破理论和技术发展的关键，通过研究爆破过程
及其参数的变化规律可揭示爆破作用的本质，为完善和发展爆破理论及技术提供基础。
关键词：岩石爆破模型;弹性;断裂;损伤
1、岩石爆破机理
在岩石爆破机理研究中，一般认为造成岩石破坏的原因是冲击波和爆炸生成气体膨胀压力共同作用的结果；但是关于爆炸冲击波和爆炸生成气体准静态压力哪个起主要作用，目前仍存在着两种不同的观点。
一种观点认为冲击波的作用只表现在对形成初始径向裂纹起先导作用，而大量破碎岩石则是依靠爆炸生成气体膨胀压力作用。
另一种观点则认为爆破过程中哪种载荷起主要作用要取决于岩石的阻抗波，即高波阻抗岩石应力波起主要作用，低波阻抗岩石爆炸生成气体起主要作用；对于均质岩体以应力波作用为主；对于整体性不好、节理裂隙发育的岩体，以爆炸生成气体作用为主。
爆生气体膨胀作用炸药爆炸生成高温高压气体,膨胀做功引起岩石破坏。
爆生气体膨胀力引起岩石质点的径向位移,由于药包距自由面的距离在各个方向上不一样,质点位移所受的阻力就不同,最小抵抗线方向阻力最小,岩石质点位移速度最高。
正是由于相邻岩石质点移动速度不同,造成了岩石中的剪切应力,一旦剪切应力大于岩石的抗剪强度,岩石即发生剪切破坏。
破碎的岩石又在爆生气体膨胀推动下沿径向抛出,形成一倒锥形的爆破漏斗坑。
按理论基础可将爆破模型分为以下几类:以弹性理论处理爆破问题的弹性力学模型;以断裂理论特别是线弹性断裂力学为基础的断裂力学模型;以研究损伤演化特别是细观损伤演化为框架的损伤力学模型;以及将岩石由损伤累积而导致的破坏视为一种逾渗转变的逾渗模型。
2、弹性力学模型
2、1 G.Harries模型
G.Harries模型是建立在弹性应变波基础上的高度简化的二维模型,将岩石视为均质连续的弹性介质。
假设岩石为以炮孔轴线为中心的厚壁圆筒,爆炸应力波使与炮孔轴线垂直的平面内质点产生径向位移,当径向位移派生出的切向应变值超过岩石的动态极限抗拉应变T时,岩石中形成径向裂隙。
径向裂隙数由下式决定:
N=εθ/T
式中N为径向裂隙条数;εθ为作用于炮孔上的最大切向拉应变。
采用MonteCarlo方法确定爆破裂纹分割的块度。
该模型首次解决了物理模型使用的局限性和难以定量的问题,但由于没有考虑天然节理裂隙对应力波传播和破碎块度的影响,所以不可避免地影响计算结果的准确性和可靠性。
2、2 R.F.Favreau模型
R.F.Favreau模型是在爆炸应力波理论基础上建立的三维弹性模型,以岩石动态抗拉强度为破坏判据。
该模型不仅充分考虑了爆炸应力波和爆生气体综合作
用的效果,而且具有模拟炸药、孔网参数等爆破因素的综合能力并可预报爆破块度,从而得到广泛应用。
2、3 BMMC模型
BMMC模型是由马鞍山矿山研究院邹定祥等提出的露天矿台阶爆破模型,以
单位表面能理论为破坏判据。
根据应力波在均质连续介质中的传播理论计算应力波能量在台阶岩体内的三维分布,假定应力波能量全部转化为岩体破坏形成新表面的表面能,以此计算爆破块度的分布。
对于含弱面岩体则认为实际的岩体爆破是在这些天然岩块基础上的再破碎。
BMMC模型虽然考虑了岩体中应力波能量值的不同以及由此引起的破碎程度的差异,同时将节理分布特征以天然岩块的块度分布形式引入爆破块度计算,但该模型在计算单元岩体的应力波能量时仍按应力在均质岩体中的传播处理,未考虑节理面对应力波的衰减作用,因而难以保证所计算能量值的可靠性。
3、断裂力学模型
3、1 NAG-FRAG模型
NAG-FRAG模型来源于研究裂纹的密集度和扩展情况以及破碎程度的方法，是一种将计算机程序与模型研究结合起来的方法。
此程序是以应力波引起岩石中原有裂纹的激化而形成裂纹为依据，同时兼顾裂纹内气体的压力对裂纹扩展的作用。
应力波作用激活的裂纹数量和裂纹的扩展速度控制着岩石破坏范围和破坏程度,并以裂纹临界扩展力为破坏判据。
3、2 BCM模型
BCM模型也称层状裂纹模型，是根据Griffith裂纹传播理论的破坏微观物理过程构成的爆破模型。
其基本假设为：
（1）原岩中含有大量圆盘状裂纹，裂纹的法向平行于Y轴。
（2）单位体积内的裂纹数量（密度）服从指数分布。
式中，N为裂纹半径大于C的裂纹数，N。
为裂纹总数，C’为分布常数。
4、损伤力学模型
损伤力学或连续介质损伤力学主要研究材料内部微观缺陷的产生和发展所引起的宏观力学效应及最终导致材料破坏的过程和规律。
根据损伤力学理论，损伤并不是一种独立的物理性质，而是泛指材料内部的一种劣化因素，与所涉及的材料及其所处环境密切相关。
以等效应变法（假设将应力σ换成有效应力σ1所获得的无损材料的应变与损伤材料的应变等效）为例，损伤材料的一维弹性定律可表示为
通过引入表征材料内部微细缺陷的损伤内变量，建立合适的损伤模型，在不可逆热力学和连续介质力学的均衡定律基础上导出损伤本构关系，用损伤广义力表征微细观缺陷损伤的作用和影响，建立唯象的损伤演变方程，对材料的损伤进行描述和分析。
宏观唯象方法的目的是在工程结构分析中考虑损伤的影响，岩石
爆破损伤模型正是这种唯象方法的一个实例。
5、逾渗模型
材料的损伤断裂是由于外载作用下其内部大量微损伤萌生、扩展和连接引起的,这些不同尺度、不同类型的微损伤在材料内部呈无序分布,这已为理论和实验所证实。
逾渗理论是处理无序系统和随机几何最好的方法之一。
在爆炸荷载作用下岩石的断裂和破碎可视为一种逾渗转变。
1987年,Kuszmanl运用逾渗理论首次提出了破碎阈值的概念,建立了岩石破碎的逾渗模型,并以裂纹密度为基本参量,研究了层状油页岩爆破漏斗轮廓和块度分布情况。
认为逾渗阈值附近,碎块尺寸d发散,即
式中p为裂纹密度;pc为临界裂纹密度;β为临界指数。
使用该模型对层状油页岩爆破漏斗和块度分布的预报表明,其理论值与实际结果相当吻合。
6、讨论
6、1弹性力学模型一般将岩石视为均质连续的弹性体,隐含着应力场分布具有均匀性特点,虽然这种简化方式有利于裂纹和爆破块度尺寸的定量化,但由于忽略了岩石中缺陷的存在而导致爆破能量在空间分布的不均匀性,必然使计算结果与实际出入较大。
6、2断裂力学研究裂纹尖端附近的应力场、应变场及位移场,并确定其扩展和失稳的条件,这是必须基于某种简化后才能解决的问题,即必须将岩石内部缺陷简化为有限个裂纹,而实际上岩石内部缺陷无论是尺度还是分布都具有随机性,并不总是能够简化为有限裂纹,这使得断裂力学模型可能偏离实际。
6、3随着非线性科学的发展,利用分形、逾渗、重正化群等理论研究材料的损伤演化及破碎规律已日益受到国内外学者的重视。
7、结语
现有模型对爆破理论的发展和工程实践的贡献是勿庸置疑的,但一些模型的建模合理性及力学基础等方面还有很多值得探讨的问题,尚需不断修改、完善,以适应具体的工程条件。
这是一项非常艰巨的工作,有待于更深入的研究。
岩石爆破模型经历了不同的发展阶段,其理论基础表明了它与固体力学的紧密关系,因此借鉴固体力学的先进理论和方法将是爆破模型所依赖的可靠基础。
岩石爆破是一个相当复杂的过程,运用非线性科学的先进手段解决爆破问题将越来越受到重视。