2工程爆破基本理论
爆破理论就是研究炸药爆炸与爆破对象(目标)相互作用规律的有关理论。对于内部爆破(装药置于爆破对象内部),例如岩土爆破,就是研究炸药在岩土介质中爆炸后的能量利用及其分配,也就是研究炸药爆炸产生的冲击波、应力波、地震波在岩土中的传播和由此引起的介质破坏规律,以及在高温高压爆生气体作用下介质的进一步破坏及其运动规律;对于外部爆破(装药与爆破对象之间有一定距离),例如军事上采用的接触或非接触构件爆破,就是研究炸药爆炸后产生的冲击波在传播过程中与目标的相互作用以及由此引起的爆破目标的破坏及其运动规律。它是一个复杂而特殊的研究系统。要阐明爆炸的历程、机理和规律,应包括以下研究内容:
⑴、爆破的介质在什么作用力下破坏的;破坏的规律及其影响因素;⑵、爆破介质的特性,包括目标(岩土)的结构、构造特征、动态力学性质及其对爆破效果的影响;⑶、爆炸能量在介质中传递速率;⑷、介质的动态断裂特性与破坏规律;⑸、介质破碎的块度及碎块分布、抛掷和堆积规律;⑹、空气冲击波与爆破地震波的传播规律、个别爆破碎块的飞散距离;以及由冲击波、地震波、个别飞石、爆体的落地震动等引起的爆破危害效应及其控制技术。以岩石爆破为例,目前大量实验室和现场试验证明,岩体的爆破破碎有以下规律:(1)、应力波不仅使岩石的自由面产生片落,而且通过岩体原生裂隙激发出新的裂隙,或者促使原生裂隙进一步扩大,在应力波传播过程中,岩体破碎的特点是:原生裂隙的触发、裂隙生长、裂隙贯通、岩体破裂或破碎;(2)、加载速率对裂隙的成长有很大作用:作用缓慢的荷载有利于裂隙的贯通和形成较长的裂隙,而高速率的载荷容易产生较多裂隙,但却拟制了裂隙的贯通,只产生短裂隙;(3)、爆破高压气体对裂
隙岩体的破碎作用很小,但它有应力波不可替代的作用:可以使由应力波破裂了的岩体进一步破碎和分离;(4)、岩体的结构面(岩体弱面的统称,包括节理、裂隙、层理等各种界面)控制着岩体的破碎,它们远大于爆破作用力直接对岩体的破坏。
同其它学科对事物的认识规律一样,对爆破理论的研究也是由浅入深的。不同学者先后提出了各种各样的假说或理论,例如,最初提出了克服岩石重力和摩擦力的破坏假说,以后又相继提出了自由面与最小抵抗线原理,爆破流体力学理论,最大压应力、剪应力、拉应力强度理论,冲击波、应力波作用理论,反射波拉伸作用理论,爆生气体膨胀推力作用理论,爆生r