巖石力學(xué)性質(zhì)與分級(jí)(已修改)
2025-05-29 16:50 本頁面
【正文】 第 2章 巖石力學(xué)性質(zhì)與分級(jí) 影響巖石鑿巖爆破性的因素 巖石鑿巖爆破性的判據(jù)和分級(jí) 巖石的可鉆性 可鉆性與磨蝕性的關(guān)系 巖石和礦巖是工程爆破的工作對(duì)象。要有效地開展工程爆破工作，必須先了解巖石的基本性質(zhì)，主要是與工程爆破有關(guān)的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，同時(shí) 要掌握工程爆破中巖石性質(zhì)的表達(dá)方式 — 巖石的分級(jí)。 本章內(nèi)容提要 影響巖石鑿巖爆破性的因素 鑿巖性巖石在鉆孔中表現(xiàn)出的抵抗鉆頭等機(jī)械作用而破壞的性質(zhì)，爆破性則是指巖石在爆破作用下表現(xiàn)出的性質(zhì)。 巖石自身物理力學(xué)性質(zhì)在鑿巖爆破工藝中的綜合反映，影響著整個(gè)鑿巖爆破效率和效果，通?？梢杂脦r石的單一物理力學(xué)指標(biāo)來表示。 影響巖石鑿巖爆破性的主要因素 : ① 巖石本身的物理力學(xué)性質(zhì)（見表 21）。 巖石密度、孔隙性、碎脹性、彈性、巖石的堅(jiān)固性、巖石的裂隙性等。 ②炸藥性質(zhì)、鉆頭結(jié)構(gòu)和鑿巖爆破工藝等外在因素。 鉆孔工藝、鉆具特性、炸藥類型、爆破參數(shù)等。 表 21 幾種典型巖石的物理力學(xué)特性 礦物是構(gòu)成巖石的主要成分，礦物顆粒愈細(xì)、密度愈大，愈堅(jiān)固，則愈難于爆破破碎。 巖石中礦物的結(jié)晶程度，晶粒大小，晶體形狀及其之間的組合關(guān)系，結(jié)構(gòu)決定了巖石內(nèi)部的連接情況，直接影響巖石的物理力學(xué)性質(zhì)。 一般礦物晶粒愈細(xì)，愈致密，強(qiáng)度越大，鑿爆越難，沉積巖還與膠結(jié)成分有關(guān)；硅質(zhì)，泥質(zhì)不同，硅質(zhì)頁巖與炭質(zhì)頁巖不同。變質(zhì)巖的組分和結(jié)構(gòu)與變質(zhì)程度有關(guān)，一般變質(zhì)程度高、致密的變質(zhì)巖比較堅(jiān)固，較難爆破，反之則易爆破。 巖石的裂隙性有的易于爆破破碎，有的則易于產(chǎn)生大塊。風(fēng)化作用削弱了巖石的完整性和強(qiáng)度，使得風(fēng)化嚴(yán)重的巖石易于鑿巖和爆破破碎。 (1)巖石容重 單位體積巖石的重量，其體積包括巖石內(nèi)部的孔隙，與巖石的質(zhì)量不同 。 (2)巖石孔隙度 孔隙的體積 (包括氣相或液相體積 )與巖石總體積之比，可用單位體積巖石中孔隙所占的體積表示，也可用百分?jǐn)?shù)表示。 (3)巖石的碎脹性 巖體破碎后體積松散膨脹的性質(zhì)；破碎后的巖石體積與破碎前的巖石體積的比值稱為碎脹系數(shù)。 巖石的容重、孔隙度和碎脹性 根據(jù)外力作用和巖石變形特點(diǎn)的不同，巖石可能表現(xiàn)為塑性、彈性、粘彈性、彈脆性和脆性等特征。 塑性大的巖石受外載作用超過其彈性極限后，產(chǎn)生塑性變形而未產(chǎn)生有效破碎，能量消耗大，難于爆破；脆性、彈脆性巖石均易于爆破。 巖石強(qiáng)度是表示巖石抵抗壓、剪、拉諸應(yīng)力而導(dǎo)致巖石破壞的能力 ,是材料力學(xué)中用以表示材料抵抗上述三種簡(jiǎn)單應(yīng)力的常量，往往是在單軸靜載作用下的測(cè)定指標(biāo)。爆破時(shí)，巖石受的是瞬時(shí)沖擊載荷，所以要強(qiáng)調(diào)在三軸作用下的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度指標(biāo) ， 才能真實(shí)地反映巖石的爆破性，但全圍壓（三軸）試驗(yàn)難度較大。 巖石強(qiáng)度和彈塑性對(duì)巖石爆破的影響 表 22是用雷管模擬爆破和用材料試驗(yàn)機(jī)加載試驗(yàn)所得的幾種巖石的動(dòng)、靜載強(qiáng)度?？梢?，動(dòng)載強(qiáng)度比靜載強(qiáng)度為大。 表 22 幾種巖石動(dòng)、靜載強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果 巖石鑿巖爆破性的判據(jù)和分級(jí) 巖石 分級(jí)是按照巖石作業(yè)工藝，從量上分別對(duì)巖石進(jìn)行分級(jí)，為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和研究部門提供科學(xué)依據(jù) 。 普式巖石堅(jiān)固性分級(jí) 早 在 1926年前，普氏提出了用巖石試 塊七 項(xiàng)指標(biāo)的平均值來表征巖石的堅(jiān)固性 。 發(fā)展到現(xiàn)在還有 一個(gè)指標(biāo) —— 巖石 試塊的靜載極限 抗壓強(qiáng)度有意義 ,但單位由 原來的公斤米制變?yōu)榕Ｃ字?，所以 現(xiàn)在的
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