爆破工程地质教程文件.ppt

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1、爆破工程地质（3）爆破工程地质勘探的作用只了解和掌握岩石的性质是不够的，因为爆破工程是直接在岩体中进行的，而由各类岩石组成的岩体在地质历史时期的各种内外力作用下，留下了多种构造形迹，因此，岩石的坚硬程度和岩体的完整程度决定了岩体的基本性质。长期的爆破实践表明，这些构造形迹不仅对爆破效果有直接的影响，而且会对爆破安全和爆后工程岩体（如围岩、基岩和边坡等）的稳定性带来一定影响，因此，工程地质勘探是爆破工程设计和施工的一个重要组成部分。2021/7/302岩石性质及其分级1、岩石的定义岩石是一种或几种矿物组成的天然集合体。（矿物：组成岩

2、石的基本单元）（矿物：矿物是各种地质作用形成的天然化合物或单质，例如：金刚石、石英（sio2)、各种矿石中的矿物）2021/7/3032、岩石的分类岩石种类繁多，按其成因分为3大类岩浆岩沉积岩变质岩（1）岩浆岩：是由埋藏在地壳深处的岩浆上升冷凝或喷出地表形成的。侵入岩：直接在地下冷凝形成。按其所在地层深度可分为深成岩和浅成岩。火山岩（喷出岩）：喷出地表形成。2021/7/304性质：侵入岩多为整体块状；火山岩的整体性较差，常伴有气孔和碎屑。一般来说，结晶颗粒越细，结构越致密，则其强度越高、坚固性越好。常见的岩浆岩：花岗岩、闪长岩、

3、辉绿岩、玄武岩、流纹岩等。2021/7/3052021/7/3062021/7/3072021/7/3082021/7/3092021/7/3010（2）沉积岩：是地表母岩经风化剥离或溶解后，再经过搬运和沉积，在常温、常压下固结形成的岩石。常见的沉积岩：石灰岩、砂岩、页岩、砾岩2021/7/30112021/7/30122021/7/30132021/7/30142021/7/3015（3）变质岩：是由已形成的岩浆岩、沉积岩在高温、高压或其它因素作用下，其矿物成分和排列经某种变质作用而形成的岩石。性质：一般来说，变质程度越高、矿物

4、重新结晶越好，结构越紧密，坚固性越好。正变质岩：由岩浆岩变质形成的。如花岗片麻岩。副变质岩：由沉积岩形成的。如大理岩、板岩、石英岩、千枚岩等。可爆性：岩浆岩较差，沉积岩和变质岩较好。2021/7/30162021/7/30172021/7/30182021/7/30192021/7/30202021/7/30212021/7/30223、岩石的主要物理性质（1）密度ρ：岩石的颗粒质量与其体积之比。一般常见岩石的密度为（2）容重γ：单位体积岩石的质量（包括孔隙及孔隙内的水分）密度和容重与爆破的关系：密度和容重越大，岩石的强度和抵抗爆

5、破作用的能力也就越高，破碎岩石和移动岩石所消耗的能量也越多。所以，在实际工程中常用容重来估算标准抛掷爆破的单位用药量，即2021/7/3023（3）孔隙率：岩石中孔隙体积（气相、液相）与岩石总体积之比，也叫孔隙度。常见岩石的孔隙率：一般在0.1%~30%之间随着孔隙率的增加，岩石中冲击波和应力波的传播速度降低。（4）岩石波阻抗：岩石中纵波波速与岩石密度的乘积，即岩石的波阻抗与炸药爆炸后传递给岩石的总能量及这一能量传递给岩石的效率有直接的关系。通常认为炸药的波阻抗与岩石的波阻抗越接近，则爆破效果越好。2021/7/3024（5）岩石

6、的风化程度指岩石在地质内力和外力的作用下发生破坏疏松的程度。一般来说，岩石的风化程度越大，那么，岩石的孔隙率和变形性就越大，其强度和弹性性能就越低。岩石风化程度的分类：根据GB50218-1994《工程岩体分级标准》分为5类：未风化、微风化、弱风化、强风化和全风化。2021/7/30254、岩石的主要力学性质岩石的极限强度：岩石在外力作用下将发生变形，当外力增大到某一数值时，岩石便开始破坏，岩石开始破坏时的强度称为岩石的极限强度。岩石极限强度的分类：按照受力方式的不同抗拉极限强度岩石极限强度抗剪极限强度抗压极限强度2021/7/3

7、026与爆破有关的主要岩石力学性质：（1）岩石的变形特征弹性：岩石受力后发生变形，当外力解除后恢复原状的性能。塑性：当岩石所受外力解除后，岩石没能恢复原状而留有一定的残余变形的性能。脆性：岩石在外力作用下，不经显著的残余变形就发生破坏的性能。一般认为：岩石是脆性的。2021/7/3027（2）岩石的强度特征岩石强度：是指岩石在受外力作用发生破坏前所能承受的最大应力。它是衡量岩石力学性质的一个重要指标。有如下几种强度：单轴抗压强度：岩石试件在单轴压力下发生破坏时的极限强度。单轴抗拉强度：岩石试件在单轴拉力下发生破坏时的极限强度。抗剪

8、强度：岩石抵抗剪切破坏的最大能力。2021/7/3028抗剪强度的计算公式式中：岩石的抗剪强度；对试件施加的压应力；岩石的内摩擦角；岩石的内聚力。试验表明：岩石具有较高的抗压强度、较低的抗拉强度和抗剪强度。一般抗拉强度比抗压强度小90％~98%，抗