[科普中国]-爆破内部作用

爆破内部作用指在岩体或介质内装药深度较大、爆破范围达不到自由面时的作用。由装药中心向外伸展的不同作用区域有：近药包表面为压缩或压碎区；再延向外为破裂区；最后为爆破应力不足以破坏岩石、仅使岩石质点发生弹性振动的震动区。故在自由面上仅有振动。

定义当药包在无限介质中爆炸时，它在岩体中激发出应力波，其强度随着传播距离的增加而迅速衰减，因此应力波对岩体施加的作用也随之发生变化。如果将爆破后的岩体沿着药包中心剖开，则可看出岩体的破坏特征也将随着与药包中心的距离的增大而变化。按照破坏特征的不同，大致可将药包周围的岩体划分为压缩(粉碎)区、破裂区和震动区等3个区域。

压缩区当密闭在岩体内的炸药爆炸时，爆轰气体瞬间急剧冲击药包周围的岩体，在岩体中激发出的冲击波强度远远超过岩石的动态抗压强度。此时，大多数在冲击载荷作用下呈现明显脆性的坚硬岩石被粉碎；可压缩性较大的软岩则被压缩，形成空洞。这个区域通常称为粉碎区或压缩区，该区的半径很小，一般只有药包半径的2~5倍。1

破裂区冲击波通过压缩区后继续向外层岩体中传播，且衰变成一种弱的压缩应力波，其强度已低于岩石的动态抗压强度，不能直接压碎岩石。但是，它可使压缩区外层的岩石受到强烈的径向压缩，使岩石质点产生径向位移，导致外层岩体的径向扩张，形成切向拉伸应变。若这种切向拉伸应变超过岩石的动态抗拉应变值，则就会在外层岩体中产生径向裂隙。

在压缩应力波向外传播的同时，爆轰气体开始膨胀并挤入应力波作用而形成的径向裂隙中，引起这些裂隙的进一步扩展，在裂隙尖端产生应力集中，导致径向裂隙向前延伸。

当压缩应力波通过破裂区时，岩体受到强烈压缩，储蓄了一部分弹性变形能。在应力波通过后，岩体内的应力释放便会产生与压缩应力波作用方向相反的向心拉伸应力，使岩石质点产生反向的径向位移。当径向拉伸应力超过岩石的动态抗拉强度时，岩体中出现环向裂隙。径向裂隙与环向裂隙的相互交错，将该区岩体切割成块，此区域称为破裂区。破裂区半径一般为药包半径的70~120倍。1

震动区破裂区以外的岩体中，由于应力波引起的应力场和爆轰气体压力形成的准静态应力场均不足以使岩石破坏，只能引起岩石质点作弹性振动。所以，这个区域称为弹性震动区。1

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学