地下工程施工技术问答
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36.地下工程掘进爆破人员主要应了解岩石的哪些物理力学特性?

岩石的物理力学性质与岩石的矿物成分、结构与构造、风化程度等有关。岩石的物理性质主要包括岩石的容重、比重、密度、孔隙度、碎胀性等。岩石的力学性质主要包括岩石的弹性、塑性、脆性、韧性、流变、强化等变形性质,抗压、抗拉、抗剪、抗弯等抵抗外力作用的强度。

岩石组成成分和结构构造复杂,因而具有各向异性、不均匀性、脆性、非线性变形,其抗压强度远比抗拉、抗剪强度大(抗拉强度比抗压强度小90%~98%,抗剪强度比抗压强度小87.5%~91.7%)。此外,岩石的力学强度与其密度关系很大,密度的增大将促使其力学强度迅速增高。

典型岩石的物理力学特性见表2—1,要取得良好的工程爆破效果,必须了解岩石的物理力学特性。因为岩石的物理力学性质是爆破最主要的影响因素,其次才是根据现场条件,综合分析并选取适宜的爆破方式及参数,只有这样,才能取得好的爆破效果。

表2—1 几种典型岩石的物理力学性质参考数据

注:摘自刘殿中《工程爆破实用手册》,冶金工业出版社1999年版。

另外,岩石在冲击荷载作用下(爆炸属冲击荷载),其强度明显增加,变形模量明显变大,变化规律尚没有一致的说法。《工程爆破实用手册》(冶金工业出版社,1999年)所提供的资料,可提供一些初步的认识,见表2—2。

表2—2 几种岩石的爆破动载强度与静载强度试验比较

注:摘自刘殿中《工程爆破实用手册》,冶金工业出版社1999年版。

需要说明的是,各类资料、教材提供的数据不完全一样,有的出入还比较大,而实际试验又是很复杂的,所以表列数据仅供参考,仅供增加一些对基础知识的认知。