岩石爆破動力作用機理與響應特徵 [Dynamic Action Mecnanism and Response Characteristics of Rock Blasting] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周傳波，蔣楠，夏開文，羅學東，路世偉 等 著

圖書標籤:

• 岩石爆破
• 爆破動力學
• 岩石力學
• 工程爆破
• 衝擊載荷
• 數值模擬
• 爆破振動
• 安全爆破
• 礦山工程
• 土木工程

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030505224

版次：1

商品編碼：12076676

包裝：平裝

外文名稱：Dynamic Action Mecnanism and Response Characteristics of Rock Blasting

開本：16開

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

頁數：214

字數

內容簡介

　　岩石爆破作用機理及動力響應特徵等相關問題一直是工程爆破領域重點關注而又懸而未決的關鍵科學問題，也是爆破工程安全高效施工的理論依據。《岩石爆破動力作用機理與響應特徵》依托礦山開采和市政、交通等工程背景，采用現場測試、試驗及理論分析與數值模擬相結閤的研究方法，從微觀分析、宏觀錶徵兩個層麵，對岩石爆破爆源近區或中遠區的動力作用機理與響應特徵進行瞭係統研究，不僅為岩石爆破動力理論研究方法提供瞭新思路，而且為岩石爆破工程技術應用提供瞭科學的依據。《岩石爆破動力作用機理與響應特徵》主要包括多孔同段爆破漏鬥形成機理、扇形中深孔采礦爆破動力特徵與效應、VCR法采場大直徑深孔爆破動力特徵與效應、開挖爆破作用下既有隧道結構動力響應、下穿隧道開挖爆破作用下機場跑道動力響應、露天轉地下開采邊坡爆破動力響應等六方麵內容。
　　《岩石爆破動力作用機理與響應特徵》可供礦山、市政、交通、水利水電、人防、國防等係統的廣大科技工作者、工程技術人員、高等院校教師、研究生和高年級本科生參考使用。

內頁插圖

目錄

前言
Preface

第1章 多孔同段爆破漏鬥形成機理
1．1 引言
1．2 研究區段工程地質條件
1．3 數值建模
1．4 計算結果及分析
1．5 現場試驗驗證
1．6 本章小結

第2章 扇形中深孔采礦爆破動力特徵與效應
2．1 引言
2．2 獅子山礦體地下開采工程地質條件
2．3 中深孔爆破振動損傷特徵
2．3．1 中深孔爆破振動測試與分析
2．3．2 基於岩體聲波速度變化原理的圍岩纍積損傷分析
2．3．3 基於動態應力比原理的圍岩損傷程度判定
2．3．4 爆破振動纍積損傷效應數值模擬分析
2．4 中深孔爆破應力波傳播特徵
2．4．1 中深孔爆破應力波傳播規律數值模擬
2．4．2 中深孔爆破應力波傳播特徵計算分析
2．4．3 兩種不同方法計算結果的對比分析
2．5 不同崩礦排距中深孔爆破破岩效果
2．5．1 1．4m排距中深孔爆破破岩效果分析
2．5．2 1．6m排距中深孔爆破破岩效果分析
2．5．3 1．8m排距中深孔爆破破岩效果分析
2．5．4 三種排距爆破破岩效果對比分析
2．6 中深孔爆破空氣衝擊波傳播規律與效應
2．6．1 炸藥爆炸空氣衝擊波強度計算模型
2．6．2 開放半無限空間與巷道中的空氣衝擊波強度對比分析
2．6．3 巷道中爆破衝擊波傳播規律數值模擬
2．6．4 兩種不同方法的巷道衝擊波超壓計算結果對比
2．6．5 中深孔爆破空氣衝擊波有害效應
2．7 本章小結

第3章 VCR法采場大直徑深孔爆破動力特徵與效應
3．1 引言
3．2 VCR法開采爆源近區爆破動力特性與效應
3．2．1 VCR法采礦爆破荷載計算分析
3．2．2 爆破荷載作用下的礦（岩）體損傷模型
3．2．3 圍岩爆破損傷範圍及其預測
3．3 VCR法爆破振動纍積損傷效應
3．3．1 基本理論
3．3．2 VCR法采場爆破振動測試
3．3．3 基於單位等效麵積法的爆破振動纍積效應分析
3．4 本章小結

第4章 開挖爆破作用下既有隧道結構動力響應
4．1 引言
4．2 爆破試驗及振動測試
4．2．1 試驗方案與測點布置
4．2．2 爆破試驗與測試結果分析
4．3 隧道結構動力響應特徵數值模擬
4．3．1 計算模型
4．3．2 計算結果分析
4．4 隧道混凝土襯砌結構爆破振動安全判據
4．4．1 基於強度準則的爆破振動速度判據計算模型
4．4．2 襯砌混凝土結構極限強度計算分析
4．4．3 襯砌混凝土結構安全爆破振動速度計算分析
4．5 本章小結

第5章 下穿隧道開挖爆破作用下機場跑道的動力響應
5．1 引言
5．2 下穿隧道循環開挖爆破荷載特性分析
5．2．1 數值建模與計算參數
5．2．2 等效荷載特性計算分析
5．3 爆破作用下機場跑道動力響應特徵
5．3．1 數值模型
5．3．2 爆炸應力波傳播特徵分析
5．3．3 爆破作用下機場跑道有效應力分析
5．3．4 爆破作用下機場跑道最大主應力分析
5．3．5 爆破作用下機場跑道質點振動速度分析
5．3．6 數值計算結果的驗證分析
5．4 機場跑道爆破動力安全判據
5．4．1 P波自由錶麵反射原理
5．4．2 基於極限抗拉強度準則的爆破振動速度判據
5．4．3 基於數值計算的爆破振動速度安全判據
5．4．4 爆破振動速度安全判據對比分析
5．5 本章小結

第6章 露天轉地下開采邊坡爆破動力效應
6．1 引言
6．2 爆破振動速度高程效應
6．2．1 考慮高程影響的爆破振動速度預測模型
6．2．2 爆破振動高程效應數值模擬
6．2．3 不同坡度邊坡的爆破振動速度預測模型對比
6．3 露天轉地下開采爆破動力響應特徵
6．3．1 中深孔爆破應力波荷載特性分析
6．3．2 中深孔爆破荷載等效性分析
6．3．3 爆破動力分析數值模型
6．3．4 邊坡爆破動力響應機理數值模擬分析
6．4 邊坡爆破振動速度安全閾值
6．4．1 邊坡岩體動態力學參數
6．4．2 基於數值計算的邊坡爆破振動速度安全閾值
6．4．3 基於應力波傳播理論的爆破振動速度安全閾值
6．4．4 邊坡爆破振動速度安全判據對比分析
6．5 本章小結
參考文獻

前言/序言

　　岩石爆破作用機理及其動力響應等相關問題，一直是工程爆破領域重點關注而又懸而未決的關鍵科學問題，也是安全高效爆破工程技術實踐的理論依據。爆破作為一種最廣泛、有效的破岩（礦）手段，已在我國礦山、交通、水利水電、建築與市政等行業的生産與建設中發揮瞭巨大作用，並取得瞭豐富的研究成果與寶貴的工程經驗。但是，由於岩石爆破是一個高溫、高壓、瞬間完成的復雜過程，加之爆破介質——岩石的物理力學性質和結構特徵的復雜性，迄今為止，岩石爆破相關理論研究仍然落後於爆破工程實踐，現有的爆破設計與施工仍然依賴於經驗或半經驗的方法，缺乏科學、定量的理論依據，從而影響瞭爆破技術的應用效果，也製約瞭爆破技術的應用與發展。特彆是近年來，我國礦山開采和基礎設施建設發展快速，年炸藥生産量達400多萬噸，雷管20多億發，無論是爆破規模還是爆破工程量均居世界首位，在這一應用背景下，進一步開展岩石爆破作用機理等相關爆破理論研究將具有更加重要的現實意義。
　　迴顧岩石爆破理論的發展曆程，可大緻歸納為3個階段：①1613年德國Mar-lin、Weigel等在Freisberg礦山將爆破應用於巷道掘進，就有瞭計算炸藥量的方法，齣現瞭早期岩石爆破理論；②從20世紀60年代日野熊雄提齣岩石衝擊波拉伸破壞理論和Longefors等提齣爆炸氣體膨脹破壞理論開始，到70年代Long提齣爆破作用三個階段止，曆時十餘年，基本確立瞭岩石爆破理論；③20世紀80年代至今，隨著科學技術的發展，特彆是計算機模擬技術在爆破領域的應用，岩石爆破理論發展到最新階段。裂隙岩石介質爆破機理的産生、斷裂力學與損傷力學等的引入及爆破計算機模擬技術應用等成為這一階段的明顯標誌。
　　在上述理論研究與工程應用背景下，本書結閤礦山開采爆破和工程建設中岩石開挖爆破工程實際，采用現場試驗與測試、理論分析與數值模擬相結閤的研究方法，從微觀分析、宏觀錶徵兩個層麵，對岩石爆破近區或中遠區的動力作用機理及附近岩體（或構築物）的動力響應特徵進行瞭係統研究，不僅為岩石爆破理論研究提供瞭新思路，而且為岩石爆破工程技術應用提供瞭科學的依據。
　　本書主要包括多孔同段爆破漏鬥形成機理，扇形中深孔采礦爆破動力特徵與效應，VCR法采場大直徑深孔爆破動力特徵與效應，開挖爆破作用下既有隧道結構動力響應，下穿隧道開挖爆破作用下機場跑道動力響應，露天轉地下開采邊坡爆破動力響應等六方麵內容，可供礦山、交通、水利水電、人防、國防等係統的廣大科技工作者、工程技術人員及涉及爆破理論與技術應用領域的高等院校教師、研究生和高年級本科生參考使用。
　　由於作者水平有限，加之寫作時間倉促，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。

《岩石爆破動力作用機理與響應特徵》是一本深入探討岩石爆破過程中動力學行為及其對周圍岩體影響的學術專著。本書旨在為岩石爆破工程、采礦工程、土木工程以及相關地質力學領域的研究人員、工程師和技術人員提供一個全麵、係統的理論框架和實踐指導。 本書首先係統闡述瞭爆破過程中能量釋放、應力波傳播的微觀機理。通過詳細的物理模型和數值模擬，揭示瞭炸藥爆燃産生的瞬態高壓衝擊波如何在岩石介質中傳播，以及其與岩石材料的相互作用。重點分析瞭應力波的産生機製、傳播規律、衰減特性以及波形變化，包括一次波、二次波和反射波等，並探討瞭這些動力學行為受岩石物理力學性質（如彈性模量、泊鬆比、密度、抗拉強度、抗壓強度）、裂紋分布、岩體結構等因素的影響。 進而，本書深入剖析瞭爆破産生的動力荷載與岩體響應之間的復雜關係。詳細介紹瞭爆破衝擊波在岩體中引起的應力、應變以及位移響應。分析瞭爆破荷載的瞬態特性，如荷載幅值、持續時間和空間分布，以及這些特性如何影響岩體的動力響應。書中詳細論述瞭應力波與已有裂紋的相互作用，包括裂紋的萌生、擴展、貫連，最終導緻岩體破碎和破壞的過程。研究瞭不同爆破參數（如單位炸藥量、孔徑、孔距、裝藥密度、起爆順序、抵抗綫等）對動力響應的影響，並通過大量的實驗數據和案例分析，驗證瞭理論模型的有效性。 本書的一個重要貢獻在於，它將理論研究與工程實踐緊密結閤。在理論層麵，本書構建瞭一套嚴謹的動力學分析模型，並利用先進的數值計算方法（如有限元法、邊界元法、離散單元法等）對爆破過程進行精細化模擬，能夠預測爆破荷載的傳播路徑、應力集中區域以及岩體的破壞模式。在實踐層麵，本書提供瞭詳細的爆破參數優化設計方法，旨在通過精確控製爆破動力作用，實現預期的開挖效果，同時最大程度地減小對圍岩的破壞，提高工程的安全性和經濟性。 本書還特彆關注瞭爆破對不同類型岩體的響應差異。針對均質岩體、層狀岩體、節理發育岩體、破碎岩體等不同地質條件下的爆破響應特徵，進行瞭深入的分析和討論。研究瞭岩體結構麵（如層理麵、節理、斷層）對爆破應力波傳播和岩體破碎的影響，以及如何根據岩體結構特徵來設計和優化爆破方案。 此外，本書還對爆破振動、衝擊波的二次效應（如地錶沉降、建築物損壞）以及環境保護等相關問題進行瞭探討。通過對爆破振動傳播規律和影響因素的研究，提齣瞭降低爆破振動的控製技術和措施。 總而言之，《岩石爆破動力作用機理與響應特徵》是一部內容詳實、理論與實踐並重的專業著作，對於理解岩石爆破的復雜過程、提高爆破工程的技術水平、保障工程安全和環境友好具有重要的理論和應用價值。本書為相關領域的專業人士提供瞭一個深入瞭解岩石爆破動力學行為的權威參考。

評分☆☆☆☆☆

緊接著，“響應特徵”這部分，在我看來，就是探討“如果岩石遇到瞭這樣的動力作用，它會有怎樣的錶現”。這涉及到岩石的破裂方式、破壞範圍、以及可能産生的其他動力學效應，如振動、飛濺物等。我猜測書中會根據不同的岩石類型、不同的爆破參數（如炸藥類型、裝藥密度、炮孔布置、起爆順序等），來分析岩石的破壞模式。是沿著原有的節理麵發生崩解，還是産生新的裂紋？裂紋的延伸方嚮和長度如何？這些都需要通過力學分析和數值模擬來預測。此外，爆破産生的自由錶麵效應、孔口效應等，也會影響岩石的響應。我非常期待書中能夠提供一些清晰的圖示和模型，來展示不同條件下岩石的破壞形態，以及如何通過調整爆破參數來控製這些響應特徵，達到理想的爆破效果。

評分☆☆☆☆☆

而“響應特徵”則更側重於爆破結果的錶徵和預測。岩石在衝擊波作用下的變形、破壞、甚至粉化，這些宏觀和微觀的現象，都屬於響應的範疇。我希望書中能夠詳細闡述不同岩石在不同爆破條件下的響應差異。例如，岩石的應變率敏感性，即在高速應變下的力學行為與低速應變下的行為有何不同。還有，書中是否會介紹如何根據岩石的物理力學性質，如抗壓強度、抗拉強度、內摩擦角、黏聚力等，來預測爆破後的破壞範圍和形狀？此外，爆破産生的次生效應，如飛石、振動、粉塵等，也屬於響應特徵的範疇，如何有效控製這些負麵響應，將是工程實踐中的重要課題。我期待本書能夠提供相關的理論模型、計算方法以及實測數據，來幫助讀者深入理解岩石爆破的復雜性。

評分☆☆☆☆☆

《岩石爆破動力作用機理與響應特徵》這個書名，讓我聯想到一個復雜而迷人的科學問題：如何將瞬間釋放的巨大能量，轉化為對岩石結構精準的改造。書名中的“動力作用機理”，我理解為對爆破過程中能量是如何産生、如何傳遞、如何與岩石發生相互作用的深層揭示。這意味著作者不僅僅會講述炸藥爆炸會産生衝擊波，更會深入分析衝擊波的産生機製、其在岩石中的傳播速度與衰減規律，以及能量在衝擊波、熱輻射、以及爆炸産物膨脹等多種形式下的耦閤效應。我期待書中能夠通過嚴謹的數學推導和物理模型，來解釋這些過程。例如，關於衝擊波在岩石介質中傳播的動力學方程，以及不同岩石性質（如密度、彈性模量、泊鬆比）如何影響衝擊波的衰減速度和應力幅值。

評分☆☆☆☆☆

關於“響應特徵”，這四個字也讓我充滿瞭遐想。一旦爆破的動力作用發生，岩石將如何“迴應”？這其中的“響應”可能包含瞭很多方麵的內容。例如，岩石在衝擊波作用下的變形與破壞模式，是脆性斷裂還是塑性流動？破壞的範圍和形態如何？是否會産生二次裂紋？這些都是工程實踐中需要精確掌握的參數。我猜想書中會詳細介紹各種岩石類型，在不同爆破參數（如炸藥類型、裝藥量、傳爆網絡設計等）下的響應差異。比如，麵對堅硬緻密的岩石，和鬆軟疏鬆的岩石，爆破效果會截然不同，而這些差異的根源，很可能就隱藏在“響應特徵”的分析之中。此外，我想書中還會涉及到爆破産生的振動、衝擊波對周邊環境的影響，這對於確保工程安全和減少環境擾動至關重要。例如，在城市環境或人口密集區域進行爆破作業時，控製振動和衝擊波的傳播範圍是必須考慮的關鍵因素。這本書如果能夠提供相關的理論模型和計算方法，來預測和評估這些響應特徵，那將極大地提升工程的可控性和安全性。我期待作者能夠將理論分析與實際案例相結閤，讓我們看到這些復雜的動力學原理是如何在工程實踐中發揮作用的，以及如何通過理解和控製“響應特徵”，來實現更優化的爆破設計。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對工程地質學和岩石力學有一定瞭解的讀者，我看到《岩石爆破動力作用機理與響應特徵》這個書名時，立刻感受到瞭其學術深度和實踐價值。爆破工程，看似簡單粗暴，實則是一門極其精密的科學。其核心在於如何精準地控製能量的釋放，並使其有效地作用於岩石，達到預期的破壞效果，同時將可能産生的負麵影響降到最低。書中“動力作用機理”的部分，我推測會深入探討炸藥爆炸産生的瞬時高溫高壓氣體如何形成衝擊波，衝擊波在岩石中的傳播規律，以及能量如何通過應力波、熱輻射、機械衝擊等多種形式傳遞給岩石，最終導緻其結構發生改變。這其中必然涉及到彈性力學、塑性力學、波動理論等多個物理學分支的知識。我尤其期待看到作者如何闡述不同類型炸藥的能量釋放特性，以及這些特性如何影響爆破過程中衝擊波的幅值、頻率和持續時間。同時，岩石本身作為一種非均勻、各嚮異性的介質，其微觀結構、礦物成分、以及裂隙發育情況，都會對能量的吸收和傳遞産生顯著影響。因此，對岩石“響應特徵”的分析，必然需要結閤岩石力學性質，如抗拉強度、抗壓強度、彈性模量、泊鬆比等，來構建閤理的力學模型。

評分☆☆☆☆☆

我對書中關於“動力作用機理”的具體研究方法非常感興趣。通常，這類研究會結閤理論分析、數值模擬和現場試驗。理論分析能夠幫助我們建立基本的力學模型，理解爆破過程中能量傳遞和岩石破壞的宏觀規律。而數值模擬，特彆是有限元方法（FEM）或光滑粒子動力學（SPDM）等技術，能夠讓我們在計算機中模擬爆破過程，觀察衝擊波的傳播路徑、應力分布以及岩石的變形和破壞過程，這對於理解復雜地質條件下的爆破行為尤其重要。當然，最關鍵的還是現場試驗。通過在實際工程中進行爆破試驗，並利用各種傳感器（如應力傳感器、應變片、加速度計、高速攝像機等）采集數據，來驗證理論模型和數值模擬的結果。我希望這本書能夠詳細介紹這些研究方法，並提供具體的計算公式、模型參數以及試驗數據分析的案例。這樣，不僅能夠讓讀者深入理解爆破的機理，還能為今後的研究和工程實踐提供指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就很有吸引力，采用瞭深邃的藍色背景，上麵點綴著一些細碎的岩石紋理，仿佛預示著書中所探討的復雜地質世界。雖然我還沒有來得及深入閱讀，但僅僅是初步瀏覽瞭目錄，就讓我對這本書的深度和廣度有瞭極高的期待。開篇的部分，作者似乎就已經在鋪陳岩石爆破這一看似簡單實則充滿挑戰的課題。我特彆留意到關於“動力作用機理”這部分的章節安排，它似乎預示著作者將從最基礎的物理原理齣發，層層深入地剖析爆破過程中能量的傳遞、轉化以及最終對岩石産生的復雜作用。我個人一直對這種從根本上解釋事物運行規律的方法論非常著迷，因為它能夠幫助我們理解錶象之下的本質。而且，通常這類書籍在探討機理時，都會涉及大量的公式推導和理論模型，我非常期待作者能夠以清晰易懂的方式呈現這些內容，即使對於非專業背景的讀者，也能有所領悟。在科技日益發展的今天，我們對工程爆破的應用範圍越來越廣，從隧道掘進到礦山開采，再到拆除工程，爆破技術都扮演著至關重要的角色。而要實現高效、安全、環保的爆破，深入理解其背後的動力學原理是必不可少的。這本書的名字本身就抓住瞭核心——“動力作用機理”，這不僅僅是一個技術問題，更是涉及物理學、材料科學、甚至地質學等多學科交叉的領域。我預感這本書會為我們揭示爆破過程中那些看不見的能量洪流如何與岩石發生互動，如何引發應力波的傳播，如何導緻岩石的破壞和變形。對於我這樣對工程技術充滿好奇心的人來說，這無疑是一次探索未知世界的絕佳機會。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書中關於“動力作用機理”的探討充滿期待。爆破，本質上是一個能量釋放和轉化的過程。炸藥瞬間釋放巨大的化學能，轉化為熱能和機械能，其中最主要的是形成高壓衝擊波。而這種衝擊波如何與岩石這種復雜的、非綫性的介質發生作用，是理解爆破效果的關鍵。我猜想書中會詳細介紹衝擊波的産生機製，包括爆轟波的形成、傳播以及在自由錶麵和界麵上的反射、摺射等現象。同時，炸藥的種類、裝藥密度、起爆方式等因素，如何影響衝擊波的特性，例如幅值、持續時間、頻譜特徵等等，都將是“動力作用機理”的核心內容。我個人對數值模擬在這一領域的作用非常感興趣，例如使用有限元方法（FEM）、光滑粒子動力學（SPDM）等技術來模擬爆破過程中衝擊波的傳播和岩石的響應。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題《岩石爆破動力作用機理與響應特徵》給我一種既嚴謹又實用的感覺。它似乎觸及瞭爆破工程中最核心、最根本的問題。從“動力作用機理”這個角度切入，我預感作者將不會停留在現象的描述，而是會深入到爆破過程中能量傳遞、轉化以及岩石破裂的微觀和宏觀過程。這可能涉及到量子力學層麵的能量釋放，到宏觀的衝擊波在岩石中的傳播和衰減。我尤其期待書中能夠詳細闡述不同炸藥的爆轟動力學特性，以及它們在不同介質中産生衝擊波的差異。例如，炸藥的爆速、爆壓，如何影響衝擊波的幅值和傳播特性。同時，岩石的內在屬性，如孔隙度、密度、彈性模量、泊鬆比、單軸抗壓強度、單軸抗拉強度等，將如何被這些動力作用所影響，進而導緻岩石的破裂。

評分☆☆☆☆☆

而“響應特徵”的分析，則像是對“動力作用機理”的驗證和延伸。一旦動力作用發生，岩石會以何種方式“迴應”？是瞬間的脆性斷裂，還是伴隨著塑性變形？破壞的範圍和形態如何？是否會産生次生裂紋？這些響應特徵直接關係到爆破工程的成敗。我期待書中能夠提供一套係統性的方法來分析這些響應，包括但不限於衝擊波到達岩石界麵的反射與透射、應力集中效應、以及基於斷裂力學的岩石破裂準則。並且，我希望書中能夠給齣具體的計算模型和圖錶，來展示不同岩石在不同爆破條件下的響應特徵。比如，如何通過數值模擬來預測爆破産生的裂紋擴展路徑，或者如何通過現場試驗數據來校準這些模型。