光面(mian)爆破第一(yi)講

光面(mian)爆破(po)時巖(yan)石的(de)受力機(ji)理(li)——爆破(po)應力組織篇

光面爆(bao)破的實質，是利用(yong)巖石(shi)抗(kang)拉強度遠低于抗(kang)壓強度的特性，并有效(xiao)的組織(zhi)幅員(yuan)面上爆(bao)破應力對巖石(shi)的作用(yong)而(er)達到目(mu)的。

首先觀(guan)察以下人工和爆破(po)劈裂巖石試件試驗：

1、人(ren)工劈裂正方形試件

取兩(liang)塊30x30x30cm的花(hua)崗(gang)巖方試(shi)件，在中(zhong)間分別打上(shang)孔(kong)，如圖(tu)1所(suo)示。在（圖(tu)1a所(suo)示）試(shi)件中(zhong)間鑿(zao)開(kai)1.7x3.5cm上(shang)大(da)下小的長方楔形(xing)(xing)孔(kong)，孔(kong)深(shen)2.5cm左右。把長方形(xing)(xing)鋼楔（圖(tu)1b）插入長方楔形(xing)(xing)孔(kong)內，然后用錘錘擊鋼楔，試(shi)件會沿長方楔形(xing)(xing)孔(kong)方向的延長線——虛線方向逐漸開(kai)裂，最(zui)后試(shi)件被規則地劈成兩半(ban)（見圖(tu)1c）所(suo)示。

         a                b                           c

圖1

若在(zai)圖(tu)1a所(suo)示(shi)(shi)的試(shi)件中間，鑿開(kai)一個面積與(yu)圖1a所(suo)示(shi)(shi)長方(fang)楔(xie)形孔(kong)口部基本相(xiang)同的正方(fang)形楔(xie)形孔(kong)（如圖2a），其口部尺寸為(wei)(wei)2.5x2.5cm左右，孔(kong)深為(wei)(wei)2.5cm。把方(fang)形鋼(gang)楔(xie)（如圖2b）插(cha)入方(fang)形孔(kong)內，用(yong)鐵錘錘擊鋼(gang)楔(xie)，試(shi)件會不(bu)規則的開(kai)裂成“石榴花”狀(zhuang)，最后劈(pi)成亂石（如圖2c）。

       a               ;   b                      c

圖2

2、人(ren)工劈裂(lie)長方形試件

取(qu)兩塊(kuai)70x30x30cm的(de)長方(fang)(fang)形花崗(gang)巖試(shi)件(jian)，在（圖3a）試(shi)件(jian)距離一端(duan)25cm處鑿上(shang)(shang)上(shang)(shang)部(bu)尺(chi)寸(cun)為3.5x1.7cm的(de)上(shang)(shang)大下小楔形孔(kong)(kong)，孔(kong)(kong)深2.5cm，把長方(fang)(fang)形鋼(gang)楔插入孔(kong)(kong)內，用錘錘擊鋼(gang)楔，試(shi)件(jian)同樣會(hui)沿著孔(kong)(kong)長邊方(fang)(fang)向(xiang)的(de)虛線方(fang)(fang)向(xiang)逐漸開裂，最后被規則的(de)劈成(cheng)兩半（如圖3b）。

         a                                        b    

圖3

若在圖4a所(suo)示(shi)(shi)的(de)試(shi)件中間，鑿開(kai)一(yi)個(ge)面積與圖3a所(suo)示(shi)(shi)長方(fang)楔(xie)形孔口部基(ji)本相同的(de)正方(fang)形楔(xie)形孔（如圖4a），尺寸為2.5x2.5cm，孔深2.5cm。將方(fang)形鋼楔(xie)插(cha)入孔內，用錘錘擊(ji)鋼楔(xie)，試(shi)件會沿著有孔的(de)一(yi)端不規則(ze)的(de)開(kai)裂，最后這(zhe)一(yi)端被劈成亂毛石（如圖4b）。

 a                                   b

圖4

3、爆破劈裂試件

爆(bao)破劈裂(lie)試件(jian)的順(shun)序(xu)和(he)(he)過(guo)程(cheng)，跟人工劈裂(lie)試件(jian)差(cha)不多(duo)。正(zheng)方形(xing)(xing)和(he)(he)長(chang)方形(xing)(xing)試件(jian)的尺(chi)寸(cun)與(yu)人工劈裂(lie)相同，只(zhi)是試件(jian)上長(chang)方楔形(xing)(xing)孔改變(bian)成長(chang)方矩形(xing)(xing)孔（正(zheng)方形(xing)(xing)孔不變(bian)），孔的深度都(dou)大(da)于(yu)10cm，爆破劈(pi)裂后，效果跟人工(gong)劈(pi)裂的效果基本接(jie)近。無論(lun)是正方形(xing)(xing)試件(jian)或長方形(xing)(xing)試件(jian)，試件(jian)的開裂都不(bu)規則。

采(cai)(cai)用(yong)上述方法(fa)做(zuo)爆破(po)劈裂試(shi)驗(yan)比較復雜，正(zheng)方形(xing)和長方形(xing)孔施工(gong)時很難開鑿。若采(cai)(cai)用(yong)打圓(yuan)(yuan)孔裝扁藥卷(juan)和裝圓(yuan)(yuan)藥卷(juan)的(de)辦法(fa)做(zuo)對(dui)比試(shi)驗(yan)，即在40x40x30cm的(de)(de)試件(jian)上(shang)，打直徑為3.5cm的(de)(de)圓孔，孔深12cm，然后(hou)在(zai)孔內裝(zhuang)上(shang)3.3x1.3cm的(de)(de)扁(bian)藥卷，藥卷兩(liang)邊(bian)不耦(ou)合部(bu)分用特(te)制水泥(ni)砂(sha)漿(jiang)試件(jian)塊(kuai)耦(ou)合（如圖5a）。爆(bao)破后(hou)試件(jian)劈成完整的(de)(de)兩(liang)半（如圖5a）。

           a          ;                          b

圖5

而和(he)上(shang)述同樣的(de)(de)尺寸的(de)(de)試塊和(he)藥(yao)孔(kong)，孔(kong)內裝了圓藥(yao)卷(juan)，重量與扁藥(yao)卷(juan)相同，爆破后、試件的(de)(de)開(kai)裂(lie)就沒(mei)有(you)任何規律(lv)（如圖6a、6b）。

        a                                 b

圖6

通過上(shang)(shang)述(shu)人(ren)(ren)工(gong)劈(pi)(pi)裂(lie)試(shi)件(jian)(jian)(jian)和爆破(po)(po)試(shi)件(jian)(jian)(jian)可以(yi)看(kan)出，應(ying)(ying)力(li)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)與不(bu)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，其(qi)效果截然不(bu)同(tong)。無論(lun)是(shi)正方(fang)(fang)形(xing)或長方(fang)(fang)形(xing)試(shi)件(jian)(jian)(jian)，只要把應(ying)(ying)力(li)向(xiang)兩(liang)個（主(zhu)要）方(fang)(fang)向(xiang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，也(ye)就(jiu)是(shi)打成(cheng)長方(fang)(fang)形(xing)楔形(xing)孔(kong)、長方(fang)(fang)形(xing)孔(kong)或圓孔(kong)裝(zhuang)扁藥卷(juan)（這樣便于應(ying)(ying)力(li)流向(xiang)主(zhu)要兩(liang)個方(fang)(fang)向(xiang)集中），不(bu)管(guan)人(ren)(ren)工(gong)劈(pi)(pi)裂(lie)還是(shi)爆破(po)(po)劈(pi)(pi)裂(lie)，試(shi)件(jian)(jian)(jian)都(dou)能(neng)有組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)地(di)開裂(lie)。打成(cheng)正方(fang)(fang)形(xing)孔(kong)或圓孔(kong)裝(zhuang)圓藥卷(juan)的(de)試(shi)件(jian)(jian)(jian)，不(bu)管(guan)人(ren)(ren)工(gong)劈(pi)(pi)裂(lie)還是(shi)爆破(po)(po)劈(pi)(pi)裂(lie)，其(qi)應(ying)(ying)力(li)都(dou)沒有向(xiang)兩(liang)個主(zhu)要方(fang)(fang)向(xiang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，因(yin)而，試(shi)件(jian)(jian)(jian)也(ye)就(jiu)不(bu)能(neng)有規(gui)律的(de)被劈(pi)(pi)成(cheng)兩(liang)半(ban)。從以(yi)上(shang)(shang)試(shi)驗情(qing)況(kuang)可以(yi)看(kan)出，光面(mian)(mian)爆破(po)(po)的(de)機(ji)理(li)和上(shang)(shang)述(shu)試(shi)驗相同(tong)。他能(neng)規(gui)整地(di)爆破(po)(po)掉輪廓(kuo)線以(yi)內的(de)巖石，并使輪廓(kuo)線以(yi)外(wai)形(xing)成(cheng)光面(mian)(mian)。這就(jiu)是(shi)利用了合理(li)選擇參數，對(dui)爆破(po)(po)應(ying)(ying)力(li)進行有效組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)來達到光面(mian)(mian)爆破(po)(po)的(de)目的(de)。