一种岩石与炸药匹配优选的爆破试验方法

技术领域

本发明涉及爆破技术领域，尤其涉及一种岩石与炸药匹配优选的爆破试验方法。

背景技术

炸药爆破破岩是水利水电工程、铁道、市政等基础工程建设的重要环节，也是矿产资源开采的重要手段。合理的炸药与岩石相互作用关系对于提高炸药能量利用率、提升爆破效果以及降低成本至关重要。岩石在高应变率作用下的变形特征、破坏强度及断裂韧度受微观破坏机制的影响表现为明显的率依赖性。而传统的炸药与岩石波阻抗作用机理在实际工程运用中的局限性正是由于缺乏对岩石动态力学特性的研究，尤其是对于不同力学性质、不同构造特征的岩石在不同应变率条件下力学强度特征、破坏模式及能量耗散等研究存在明显不足。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种岩石与炸药匹配优选的爆破试验方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种岩石与炸药匹配优选的爆破试验方法，包括以下步骤：

S1、岩石试验样品制备：所述岩石试验样品制备包括不同岩性岩石试样制备、不同节理构造岩石试样制备、不同溶洞构造岩石试样制备，所述不同岩性岩石试样包括砂岩、灰岩、泥岩，所述不同节理构造岩石试样包括不同节理数量岩石试样、不同节理角度岩石试样、不同节理间距岩石试样，所述不同溶洞构造岩石试样包括不同溶洞大小岩石试样、不同溶洞形状岩石试样、不同溶洞位置岩石试样；

S2、岩石试验：所述岩石试验包括岩石物理特性试验、岩石静态力学试验、岩石动态力学试验、岩石破损能量机理，所述岩石物理特性试验包括岩石密度测试、岩石含水测试、岩石波速测试，所述岩石静态力学试验包括单轴剪切试验、三轴压缩试验、巴西劈裂试验，所述岩石动态力学试验包括不同加载试验、不同冲击试验、不同围压试验，所述岩石破损能量机理包括无损模型试验、数值模拟计算；

S3、炸药样品制备：所述炸药样品制备包括不同密度的混装乳化炸药、不同爆速的混装乳化炸药、不同猛度的混装乳化炸药；

S4：将步骤S1所得岩石试样和步骤S3所得混装乳化炸药进行标准浅孔爆破漏斗试验，爆破完成后对现场进行测量和数据统计，得到动力响应、能量耗散、爆破块度等效果评价指标参数。

优选的，所述砂岩选取细砂、高强水泥、细石膏、铁粉等作为骨料制成；所述灰岩选取以石英砂为骨料，以石膏、水泥为胶结物，并添加硼砂、动物胶等作为缓凝剂制成；所述泥岩选取石膏作为胶结材料，黄沙、石英砂及重晶石粉作为骨料制成。

优选的，所述砂岩、灰岩、泥岩均包括：3组φ50mm×100mm圆柱体试件、3组φ50mm×25mm圆柱体试件、3组100mm×100mm×100mm正方体试件。

优选的，所述不同节理数量岩石试样、不同节理角度岩石试样、不同节理间距岩石试样通过使用硬纸片以不同数量、角度、间距在制作模型时埋入试件来模拟岩体闭合节理。

优选的，所述不同节理角度岩石试样包括30°节理角度岩石试样、45°节理角度岩石试样、60°节理角度岩石试样，所述不同节理间距岩石试样包括5mm节理间距岩石试样、10mm节理间距岩石试样、15mm节理间距岩石试样，所述不同节理数量岩石试样包括1组平行节理数量岩石试样、2组平行节理数量岩石试样、3组平行节理数量岩石试样。

优选的，所述不同溶洞大小岩石试样、不同溶洞形状岩石试样、不同溶洞位置岩石试样通过定制不同大小、形状及位置的空心塑料，在制作模型时埋入试件内来模拟溶洞构造。

优选的，所述不同溶洞形状岩石试样包括三角形溶洞形状岩石试样、圆形溶洞形状岩石试样、正方形溶洞形状岩石试样，所述不同溶洞位置包括上部溶洞位置、中部溶洞位置、下部溶洞位置，所述不同溶洞大小岩石试样包括5mm溶洞大小岩石试样、10mm溶洞大小岩石试样、15mm溶洞大小岩石试样。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，可制备出砂岩、灰岩、泥岩三种不同材质样品，然后对每一个不同材质样品分别制造出不同节理数量岩石试样、不同节理角度岩石试样、不同节理间距岩石试样、不同溶洞大小岩石试样、不同溶洞形状岩石试样、不同溶洞位置岩石试样，从而可有效的覆盖岩石的特征；

2、本发明中，通过对岩石进行岩石密度测试、岩石含水测试、岩石波速测试、单轴剪切试验、三轴压缩试验、巴西劈裂试验、不同加载试验、不同冲击试验、不同围压试验、无损模型试验、数值模拟计算，从而可全面得到岩石的特性；

3、本发明中，将岩石与混装乳化炸药进行标准浅孔爆破漏斗试验，爆破完成后对现场进行测量和数据统计，得到动力响应、能量耗散、爆破块度等效果评价指标参数，有效的模拟的不同岩石与炸药在爆炸过程中的机理，所得数据广泛全面，有助于后续实际爆破作业的开展。

附图说明

图1为本发明提出的一种岩石与炸药匹配优选的爆破试验方法的岩石试验样品制备的组成框图；

图2为本发明提出的一种岩石与炸药匹配优选的爆破试验方法的岩石试验的组成框图；

图3为本发明提出的一种岩石与炸药匹配优选的爆破试验方法的炸药样品制备的组成框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种岩石与炸药匹配优选的爆破试验方法，包括以下步骤：

S1、岩石试验样品制备：岩石试验样品制备包括不同岩性岩石试样制备、不同节理构造岩石试样制备、不同溶洞构造岩石试样制备，不同岩性岩石试样包括砂岩、灰岩、泥岩，不同节理构造岩石试样包括不同节理数量岩石试样、不同节理角度岩石试样、不同节理间距岩石试样，不同溶洞构造岩石试样包括不同溶洞大小岩石试样、不同溶洞形状岩石试样、不同溶洞位置岩石试样；

S2、岩石试验：岩石试验包括岩石物理特性试验、岩石静态力学试验、岩石动态力学试验、岩石破损能量机理，岩石物理特性试验包括岩石密度测试、岩石含水测试、岩石波速测试，岩石静态力学试验包括单轴剪切试验、三轴压缩试验、巴西劈裂试验，岩石动态力学试验包括不同加载试验、不同冲击试验、不同围压试验，岩石破损能量机理包括无损模型试验、数值模拟计算；

S3、炸药样品制备：炸药样品制备包括不同密度的混装乳化炸药、不同爆速的混装乳化炸药、不同猛度的混装乳化炸药；

S4：将步骤S1所得岩石试样和步骤S3所得混装乳化炸药进行标准浅孔爆破漏斗试验，爆破完成后对现场进行测量和数据统计，得到动力响应、能量耗散、爆破块度等效果评价指标参数。

砂岩选取细砂、高强水泥、细石膏、铁粉等作为骨料制成；灰岩选取以石英砂为骨料，以石膏、水泥为胶结物，并添加硼砂、动物胶等作为缓凝剂制成；泥岩选取石膏作为胶结材料，黄沙、石英砂及重晶石粉作为骨料制成；砂岩、灰岩、泥岩均包括：3组φ50mm×100mm圆柱体试件、3组φ50mm×25mm圆柱体试件、3组100mm×100mm×100mm正方体试件。

不同节理数量岩石试样、不同节理角度岩石试样、不同节理间距岩石试样通过使用硬纸片以不同数量、角度、间距在制作模型时埋入试件来模拟岩体闭合节理；不同节理角度岩石试样包括30°节理角度岩石试样、45°节理角度岩石试样、60°节理角度岩石试样，不同节理间距岩石试样包括5mm节理间距岩石试样、10mm节理间距岩石试样、15mm节理间距岩石试样，不同节理数量岩石试样包括1组平行节理数量岩石试样、2组平行节理数量岩石试样、3组平行节理数量岩石试样。

不同溶洞大小岩石试样、不同溶洞形状岩石试样、不同溶洞位置岩石试样通过定制不同大小、形状及位置的空心塑料，在制作模型时埋入试件内来模拟溶洞构造；不同溶洞形状岩石试样包括三角形溶洞形状岩石试样、圆形溶洞形状岩石试样、正方形溶洞形状岩石试样，不同溶洞位置包括上部溶洞位置、中部溶洞位置、下部溶洞位置，不同溶洞大小岩石试样包括5mm溶洞大小岩石试样、10mm溶洞大小岩石试样、15mm溶洞大小岩石试样。

工作原理：本发明中，可制备出砂岩、灰岩、泥岩三种不同材质样品，然后对每一个不同材质样品分别制造出不同节理数量岩石试样、不同节理角度岩石试样、不同节理间距岩石试样、不同溶洞大小岩石试样、不同溶洞形状岩石试样、不同溶洞位置岩石试样，从而可有效的覆盖岩石的特征；同时，通过对岩石进行岩石密度测试、岩石含水测试、岩石波速测试、单轴剪切试验、三轴压缩试验、巴西劈裂试验、不同加载试验、不同冲击试验、不同围压试验、无损模型试验、数值模拟计算，从而可全面得到岩石的特性；最后将岩石与混装乳化炸药进行标准浅孔爆破漏斗试验，爆破完成后对现场进行测量和数据统计，得到动力响应、能量耗散、爆破块度等效果评价指标参数，有效的模拟的不同岩石与炸药在爆炸过程中的机理，所得数据广泛全面，有助于后续实际爆破作业的开展。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。