拆除爆破基本原理课件

第二章 控制爆破基本原理房泽法房泽法武汉理工大学资源与环境工程学院第二章 控制爆破基本原理房泽法1基本原理1等能原理、3失稳原理2缓冲原理、4微分原理基本原理1等能原理、3失稳原理21.1等能原理l根据被爆破物状况、环境条件及工程要求，优选爆破参数，正确计算每个炮孔内的装药量，以使每个炮孔内炸药爆炸释放出的能量与该孔周围介质达到预期爆破效果所需的能量相等，这一原理称为等能原理。1.1等能原理根据被爆破物状况、环境条件及工程要求，优选爆破31.1 等能原理公式公式表述公式表述 E=B E=B/E炸药爆炸释放出的能量；炸药爆炸释放出的能量；能量利用率能量利用率B介质破碎所需要的能量。介质破碎所需要的能量。炸药爆炸对介质的破坏过程十分复杂，因此，迄今为止还没有能在理论上研究清楚。计算机技术的发展，对某种介质爆炸破坏时的部分能量在理论上估算是可能的，但是达到精确的定量计算则是十分困难。1.1 等能原理公式公式表述 4爆炸的内部、外部、合成和边界问题炸药爆炸是物质在物理和化学状态上的突然变化，并伴有运动和能量的释放。由于爆炸是一个非常复杂的过程，因此在研究爆炸问题时，将爆炸分成内部、外部、合成和边界问题。内部问题：炸药爆炸时物质中发生能量释放的过程。外部问题：在装药的周围介质中发生的过程。合成问题：与外部问题相同的过程，但只局限于受爆炸影响的介质。边界问题：爆炸波与物体之间相互作用问题的处理。爆炸的内部、外部和合成问题的通解至今尚未提出。爆炸的内部、外部、合成和边界问题炸药爆炸是物质在物理和化学状5炸药爆炸释放出的总能量 用公式表示为：nE 炸药的总能量；e炸药密度；nU 炸药比能；Ve 炸药体积。炸药爆炸释放出的总能量 用公式表示为：E 炸药的总能量；6爆炸能量分配炸药在介质内爆炸所释放出的能量分为：冲击波能量，爆炸产物能量和炸药不完全爆轰损失的能量。冲击波和爆炸气体产物所携带的能量是使介质破坏变形的主要成分，两者孰轻孰重与作用介质的性质有关。试验测得冲击波携带能量与炸药爆炸释放出的总能量之比为：硬岩中：0.50.8（与岩石性质和炸药密度等因素有关）；土壤中：0.40.6（与土壤性质和炸药密度等因素有关）；水 中：特屈儿A-30为0.4；TNT为0.53。爆炸能量分配炸药在介质内爆炸所释放出的能量分为：冲击波能量，7炸药在介质中爆炸释放的能量 炸药爆炸释放的能量，以冲击波和气体所携带而作用于四周的介质，由于作用在单位质量介质的爆炸能量比单位质量介质本身破坏所需要的极限能量大得多，因而除了使介质结构破坏外，还有多余的能量转化为空气冲击波、飞散物(俗称飞石)、地震等有害效应。假定一定质量的炸药爆炸产生的总能量为E，其产生的有效能量为E1，有害效应和无效能量为E2，则有 E=E1+E2炸药在介质中爆炸释放的能量 炸药爆炸释放的能量，以冲击波和气8炸药爆炸释放的有效能量炸药爆炸对介质做的有效能量E1可分为：E1=e1+e2+e3+e4e1使介质体积变形所需要的能量；e2介质克服张力形成断裂面所需要的能量；e3 抛掷介质的动能；e4克服重力所需要做的功；炸药爆炸释放的有效能量炸药爆炸对介质做的有效能量E1可分为：9炸药爆炸释放的有害能量E2=e5+e6+e7e5空气冲击波携带能量；e6个别飞散物具有的能量；e7地震波携带能量。e8 其他无效能量炸药在介质中爆炸产生的总能量可表示为：E=E1+E2=e1+e2+e3+e4+e5+e6+e7+e8炸药爆炸释放的有害能量E2=e5+e6+e710拆除爆破中炸药爆炸能量的分配 炸药爆炸对介质的破坏作用过程十分复杂，因此，迄今为止还没有精确的理论解。计算机技术的发展，对某种介质爆炸破坏时的部分能量在理论上估算是可能的，但是达到精确的定量计算则是十分困难。工程要求一个完美的爆破设计，应该达到最大限度地利用炸药爆炸的有效能量E1(介质变形所需要的能量)，而使爆炸带来的有害能量E2降低到最小程度，即计算出上述公式中各项能量的具体形式，人们就可以按照工程的不同要求，来确定炸药量，得到炸药爆炸最理想的效果。但至今这还只是一种理想。拆除爆破中炸药爆炸能量的分配 炸药爆炸对介质的破坏作用过程十11人们对炸药爆炸更多地是停留在定性认识上，在理论研究方面作了一些工作，但是在工程应用上还是以经验公式为主。即使在理论上能够计算出各项能量，要实现按工程需要完全控制炸药能量的分配，在技术上还要解决许多难题，因此达到炸药能量的“按需分配”，使爆炸能量的利用实现人为控制的程度，估计还要经历相当长的时间。人们对炸药爆炸更多地是停留在定性认识上，在理论研究方面作了一12拆除爆破中药量确定拆除爆破中，现阶段还做不到理论上进行定量的计算，只能凭实践经验和已有的定性研究，根据工程目的、介质特性和破碎要求，来决定需要多少药量。不同的拆除对象，对介质的破碎程度有着不同的要求。高耸构筑物倒塌爆破，要求切口部位的介质有适当的抛掷，E1中，除了介质变形破坏所需要的能量e1以外，还要有一定的抛掷能量e3，单位用药量比松动爆破要大；块体拆除只要松动破碎，爆炸有效能量E1中的抛掷能量就要尽量少，单位用药量要小一些。拆除爆破中药量确定拆除爆破中，现阶段还做不到理论上进行定量的13板类钢砼薄壁构件爆破，除了介质变形破坏所需要的能量e1以外，由于薄形构件表面积大，消耗在克服构件表面张力和形成断裂面上的能量比例增大，即e2要大，炸药单耗要比大体积钢砼基础爆破和一般岩土爆破大得多。正是根据这些定性的概念，在工程实践中总结出了不同爆破对象在确定的爆破方式下所需用的炸药单耗。板类钢砼薄壁构件爆破，除了介质变形破坏所需要的能量e1以外，141.2装药量计算公式的导出假定重为Q的药包埋在w深处爆炸后形成一个半径为r的爆破漏斗。如下图所示。1.2装药量计算公式的导出 假定重为Q的药包埋在w深处爆15可以是不同的药包形状可以是不同的药包形状161.2.1公式的导出W=Constant Qr，n=r/W，n装药量Q是爆破作用指数f(n)的函数.函数f(n)在标准爆破漏斗时fs(n)应为11.2.1公式的导出 W=Constant 171.2.1公式的导出漏斗形状n=ConstantQW、rQ是W的函数。Q=fs(W)由上述两点，每孔装药量是爆破作用指数n和最小抵抗线W的函数:Q=f(n).fs(W)为一般形式的药量计算公式与经验无关1.2.1公式的导出 漏斗形状n=Constant181.2.1公式的导出对于一般工程爆破，有f(n)=0.4+0.6n3f(w)=k2W2+k3w3+k4w4K2W2 炸药克服介质粘结力所需能量；K3W3 使介质破碎所需能量；K4W4使介质重心移动一定距离所需能量。1.2.1公式的导出对于一般工程爆破，有191.2.1公式的导出 Q=(0.4+0.6n3)(k2w2+k3w3+k4w4)兰格弗尔斯使用狄纳米特35%N.G炸药，在花岗岩中进行梯段钻孔标准松动爆破(n=1)时其药量计算公式为：Q=70w2+350w3+4w4引入比装药量，即破碎单位体积介质所需要的炸药用量:q=Q/w3=70/w+350+4w1.2.1公式的导出 Q=(0.4+0.6n3)(20Q=70w2+350w3+4w4q=Q/w3=70/w+350+4w画出w-q曲线 Q=70w2+350w3+4w4 211.2.1公式的导出当 1.4mW15m时，q400g在台阶爆破和W15m的硐室爆破中计算装药量公式：Q=qW3=qVq=Q/w3=70/w+350+4w1.2.1公式的导出当 1.4mW15m 时，q400221.2.1公式的导出当W15m时 q=Q/w3=70/w+350+4w70/w=70/15=4.75g，W15m的爆破，忽略70/w，采用 K3W3+K4W4公式计算药量。我国爆破界，在计算Q时常用体积公式，而岩石的抛掷问题则用爆破作用指数f(n)表示。1.2.1公式的导出当W15m时 231.2.1公式的导出当w1.4m时 q=Q/w3=70/w+350+4w第三项4W5.6g对比装药量的贡献不大，去掉。随着 w的降低，炸药单耗急剧增加，上式的第一项起重要作用。药量计算的面积体积公式：Q=k2W2+k3w31.2.1公式的导出当w1.4m时 q=Q/w324拆除爆破基本原理课件251.2.2面积体积公式面积体积公式Q=k2W2+k3W3 w只是表达被爆破体几何尺寸的一个特征尺寸。如梯段爆破中的台阶高度H和孔距a，可用H/W和a/W来表示。同理，W2 和W3 也可用被爆破体的剪切面积A和破碎体积V来表征。再将式中的K2和K3分别用q1和q2 来代替，则药量计算公式变成下式:Q=(q1A+q2V).f1.2.2 面积体积公式Q=k2W2+k3W3 261.2.2面积体积公式面积体积公式Q=(q1A+q2V).fQ 单孔装药量，(g);A 被爆破体的剪切面积，(m2);V 被爆破体的破碎体积，(m3);q1 面积系数，(g/m2);q2 体积系数，(g/m3);f 自由面系数。1.2.2 面积体积公式 Q=(q1A+q2V).f27自由面系数的确定自由面系数的确定 自由面数自由面数系数系数f11.1521.0030.8540.75Q=(q1A+q2V).f 自由面系数的确定 自由面数系数 f11.1521.00328剪切面积剪切面积A和破碎体积和破碎体积V爆破体为方形或矩形:A=W H=b H (m2)V=W H a=a b H (m3)Q=(q1A+q2V).f 剪切面积A和破碎体积V 爆破体为方形或矩形:Q=(q1A29剪切面积剪切面积A和破碎体积和破碎体积V梁、柱炮孔布置在中心线上:A=B H (m2)V=B H a(m3)nQ=(q1A+q2V).f 剪切面积A和破碎体积V 梁、柱炮孔布置在中心线上:Q=(30体积系数体积系数q2Q=(q1A+q2V).f按装药量与被破碎介质的体积成正比来确定。被爆体材质相同、所用炸药相同，q2 值是一个常数。砼和钢砼是相同的介质，只炸碎砼而不炸断钢筋，两者的q2相同砖砌体强度低于砼，其q2值应该小于砼石砌体的岩石强度较高，相应的q2值应比砼的略大。天然岩石的强度、风化程度、节理裂隙发育程度变化较大，其q2值相应波动较大。W1m、采用2号岩石炸药体积系数 q2Q=(q1A+q2V).f31材 质 q2/g.m-3 适用范围与介质破碎效果砼 或 钢 筋 砼150小型条形截面构件，要求严格控制碎块飞出小型条形截面构件，要求严格控制碎块飞出砼 150砼体破碎，R在510m以内一般布筋的钢砼150砼破碎脱离钢筋,R在510m以内布筋粗密的钢砼150砼破碎脱离钢筋,个别碎块散落在1015m内重型布筋的钢砼150砼破碎，主筋变形,少量碎块飞散在20m内浆 砌 砖 体 100砌体塌散，少量飞石散落在1015m以内浆砌片石或料石200砌体破裂，浆缝炸松,飞石散落在1015m内天 然 岩 石150250岩石破碎松动，少量碎块抛落在520m以内 表表2-5体积系数表体积系数表材 质 q2/g.m-3 适用32(4)面积系数面积系数q1Q=(q1A+q2V).f面积系数的规律：q与W成反比(q=70/W);介质相同，面积系数C1不是常数，但它与最小抵抗线的乘积接近一个常数C1，q1WC1或q1C1/WC1值与介质的抗拉、抗剪强度有关，与材料的整体性有关;与被控制物的破碎程度、碎块飞散的远近有关，所以C1值有一个波动范围。面积系数q1的确定见下表(4)面积系数q1Q=(q1A+q2V).f33材 质q1/g.m-2 适用范围与介质破碎效果砼 或 钢 筋 砼(1316)/W条形截面构件，要求严格控制碎块飞出砼(2025)/W砼体破碎，个别小碎块散落在510m以内一般布筋的钢筋砼(2632)/W砼破碎脱离钢筋,个别碎块散落在510m以内布筋粗密的钢筋砼(3545)/W砼破碎脱离钢筋,个别碎块散落在1015m以内重型布筋的钢筋砼(5070)/W砼破碎，主筋变形,少量碎块飞散在20m以内浆 砌 砖 体(3545)/W 砌体塌散，少量飞石散落在1015m以内浆砌片石或料石(3545)/W砌体破裂，少量飞石散落在1015m内天 然 岩 石(4070)/W岩石破碎松动，少量碎块抛落在520m以内 面积系数表面积系数表材 质q1/g.m-2 适用范围与介质破碎341.2.3体积公式体积公式1.2.3 体积公式351.2.3体积公式体积公式Q=q V V为被爆破体体积，m3。q为单位用药量系数，g/m3；q与炸药、材质、爆破效果有关，是W的函数。1.2.3体积公式Q=q V 36壁厚/cmq/g.m-3Q.V-1/g.m-337/1.5块砖210025002000240049/2块砖135014501250135062/2.5块砖88095084090075/3块砖64069060065089/3.5块砖440480420460101/4块砖340370320350114/4.5块砖270300250280 砖烟囱爆破单位用药量q表 壁厚/cmq/g.m-3Q.V-137壁厚/cmq/g.cm-3Q.V-1/g.m-3253000350030003500301800250015002300401200150010001300509001000700800606607305305807048053038042080410450330360钢筋砼烟囱爆破单位用药量钢筋砼烟囱爆破单位用药量q表表壁厚/cmq/g.cm-3 Q.V-1/g.38其他爆破单位用药量表其他爆破单位用药量表不同材质的炸药单耗见表2-7钢筋混凝土梁柱爆破单耗见表2-8验证：其他爆破单位用药量表不同材质的炸药单耗见表2-7391.3两个药量计算公式的比较两个药量计算公式的比较Q=(q1A+q2V).f Q=q V 两个公式均是经大量的爆破试验总结出来的经验公式。两者都注意到了，W1.4m时，Wq，公式中用不同方式反映出来。面积体积公式的物理意义较明确，体积公式计算简单方便。1.3 两个药量计算公式的比较Q=(q1A+q2V).f 401.3两个药量计算公式的比较两个药量计算公式的比较设计思想体体积积公公式式。设计思想是多打孔少装药，以控制飞石、振动，确保爆破安全。公式的中的炸药单耗是与材质、自由面数量、最小抵抗线大小和破碎程度有关的系数。面面积积、体体积积公公式式。孔网参数比体积法大，钻孔量较少，爆破成本较前者低。计算较复杂。计算结果有时用两个公式计算出的结果偏差较大。1.3 两个药量计算公式的比较 设计思想411.4控制爆破中药量确定步骤控制爆破中药量确定步骤 根据爆区环境、被爆物结构形状、尺寸大小和安全要求，用查表法或工程类比法，初定炸药单耗、计算每孔装药量;在防护条件下，小规模试爆，根据试爆情况调整并确定炸药单耗和每孔装药量;爆破条件发生变化，经工程师同意，可调整装药量；工程师也应根据爆破条件随时改变装药量。爆破后总结提高，积累工程经验。1.4 控制爆破中药量确定步骤 根据爆区环境、被爆物结构42例例1钢筋混凝土立柱药量计算钢筋混凝土立柱药量计算例1 钢筋混凝土立柱药量计算43例1.钢筋混凝土立柱药量计算例1.钢筋混凝土立柱药量计算44例2.钢筋混凝土桥台帽W=b=0.4ma=0.4mH=1.5mV=0.40.41.5=0.24m3钢砼q=360440g/m3Q中=qV=87106g例2.钢筋混凝土桥台帽W=b=0.4 m45例2.钢筋混凝土桥台帽W=b=a=0.4mH=1.5mA=0.41.5=0.6m2V=0.40.41.5=0.24m3q1=40/W=40/0.4=100g/m2q2=150g/m3Q=（1000.6+1500.24）1=96g例2.钢筋混凝土桥台帽W=b=a=0.4 m 46第二节第二节缓冲原理与装药结构缓冲原理与装药结构2.1 缓冲原理含义义2.2 不耦合装药2.3 控制爆破中的装药结构2.4 分层装药结构第二节 缓冲原理与装药结构2.1 缓冲原理含义义472.1缓冲原理定义缓冲原理定义选择适宜的炸药品种或合理的装药结构，缓和爆轰波峰值压力对介质的冲击作用，使爆炸能量得到合理的分配和利用，以期达到减少爆破危害、改善爆破效果的目的，这一原理称为缓冲原理。2.1 缓冲原理定义选择适宜的炸药品种或合理的装药结构，缓和482.2不耦合装药2.2不耦合装药49炮孔压力-时间曲线t1-药包爆轰反应历时;t2-爆炸气体膨胀作用时间;p2-爆轰压力;p3-爆轰气体膨胀压力在均压后的爆炸压力爆轰压越高，曲线越陡，t1时间越短，能量利用率越低反之t2越长爆轰压力作用时间越长，爆压可使已形成的初始裂缝扩展越充分，爆炸能利用率越高，岩石破碎越充分。炮孔压力-时间曲线t1-药包爆轰反应历时;50不耦合装药不耦合装药 降低爆轰气体峰值压力，延长爆轰气体作用时间。控界爆破：不耦合装药的目的是降低作用于孔壁上的爆压，减少爆破对孔壁从而对岩体的损伤，提高半孔率。破碎爆破：作用于孔壁上的爆压分布均匀，降低介质过粉碎区，破碎效果提高，减少飞石。降低爆破地震效应。爆破地震效应随药卷直径和炮孔直径比值的1.5次方而降低。不耦合装药 降低爆轰气体峰值压力，延长爆轰气体作用时间51不耦合装药在预裂爆破中的应用不耦合装药在预裂爆破中的应用522.3控制爆破中的装药结构控制爆破中的装药结构密实装药结构；分层或分段密实装药结构；导爆索药串装药结构；导爆索密实装药结构；小药包空腔装药结构；导爆索联结的分层装药结构；导爆索空腔装药结构、导爆索水孔装药结构；细药卷空腔装药结构、细药卷密实装药结构等。2.3控制爆破中的装药结构密实装药结构；53 密实装药结构 密实装药结构54 空腔装药结构图 空腔装药结构图55 分层装药结构图 分层装药结构图56 导导爆爆索索联联接接的的装装药药结结构构图图 导爆索联接的装药结构图57 串珠装药结构图 串珠装药结构图58 导爆索捆绑装药结构 导爆索捆绑装药结构59 导爆索空腔装药水孔装药 导爆索空腔装药水孔装药60 细药卷空腔装药结构 细药卷空腔装药结构61空腔装药空腔装药622.4分分层层装装药药控制爆破中的分层装药结构当炮孔深度L1.6W时采用分层装药结构。2.4分层装药 控制爆破中的分层装药结构632.4分层装药分层装药孔孔深深分层分层数数药药量量分分配配/%上上层层中中层层下下层层L1.5W11001.6WL2.5W240602.6WL3.7W3303040L3.7W42.4分层装药孔 深药 量 分 配/%上 层中 层下 层642.4分层装药注意事项分层装药注意事项 保证堵孔长度为0.9至1.1，以防出现飞石。孔内分药包中心距不小于200mm，不大于1.2。分层药包重不小于10g。导爆索联接药包时，每米导爆索的药量折算为2025号岩石炸药。(5)药包在孔内的分层数一般不大于4层。药量在孔内的分配原则是上少下多。若不满足上述条件可重新调整分层数和每层药量。2.4 分层装药注意事项 保证堵孔长度为0.9至1.165第三节第三节 微分原理与孔网参数微分原理与孔网参数3.1微分原理 合理的确定孔网参数、每孔装药量以及装药结构，使炸药均匀地分布在被爆破介质中，形成多点分散的布药形式，防止能量过于集中，这一设计原理称为微分原理。第三节 微分原理与孔网参数3.1微分原理 663.2孔网参数的确定孔网参数的确定孔网参数：最小抵抗线W、孔距a、排距b、孔深L、炮孔直径d、装药段长度、堵塞段长度等控制爆破中孔网参数的确定要考虑被爆体材质情况、几何尺寸、清渣情况、环境情况等多种因素影响。3.2孔网参数的确定孔网参数：最小抵抗线W、孔距a、排距b、673.2.1最小抵抗线最小抵抗线W的确定的确定炮孔装药重心到自由面的距离为最小抵抗线W。根据结构物形状与尺寸的不同确定W:块体垂孔板梁、柱弧形薄壁结构3.2.1 最小抵抗线W的确定 炮孔装药重心到自由面的距离为68块体垂孔第块体垂孔第1排、第排、第n排垂直炮孔的排垂直炮孔的W块体垂孔第1排、第n排垂直炮孔的W69板中斜孔的板中斜孔的W板中斜孔的W70梁梁柱柱梁柱71梁梁?梁?72弧形薄壁结构W按0.5B计算 弧形薄壁结构W按0.5B计算 73根据材质的不同确定根据材质的不同确定W钢筋混凝土 0.30.5m 混凝土体 0.40.6m 浆砌块石 0.50.7m 天然岩石 0.50.9m 要综合考虑被爆体的形状、材质、几何尺寸、清渣、环境、孔径等多种因素确定w。根据材质的不同确定W钢筋混凝土 0.30.5m 743.2.2孔距孔距a排距排距b的确定的确定孔距a排距b按下两式进行计算:a=m W m 为炮孔临近系数。不同材质和不同结构物的m值见表2-1。b=(0.61.0)a b=(0.60.9)a 多排孔齐响 b=(0.81.0)a 排间微差或逐排起爆 3.2.2孔距a排距b的确定 孔距a排距b按下两式进行计算:75表表2-1炮孔临近系数经验值炮孔临近系数经验值爆破介质炮孔临近系数m混凝土块体1.01.3钢筋混凝土块体0.71.0钢筋混凝土梁柱1.22.0浆砌砖墙1.23.6浆砌块石1.01.5岩石(硬岩取小值)0.81.5表2-1 炮孔临近系数经验值爆破介质炮孔临近系数m混凝土块体76a、b取值a、b取值要合理。a、b取值过大不利于安全，破碎块度也大。a、b取值过小成本提高或沿孔间贯穿出现大块，或先响孔将后响孔内的炸药压死或带出。a、b通常大于0.2m。a、b取值a、b取值要合理。773.2.3孔径孔径d与孔深与孔深L的确定的确定孔径孔径d在控制爆破中一般采用小孔径炮孔d，即孔径d=3842mm。孔深孔深L计算式:L=c H H 为被拆除物一次爆除的厚度;c 为边界条件系数,见下表。3.2.3 孔径d与孔深L的确定 孔径d78边界条件系数边界条件系数边边 界界 条条 件件 系数系数c爆裂面底部有自由面爆裂面底部有自由面 0.60.9爆裂面位于变截面上爆裂面位于变截面上0.91.0爆裂面位于等截面上爆裂面位于等截面上1.0爆裂面有伸缩缝爆裂面有伸缩缝、施工缝施工缝0.70.8 边界条件系数边 界 条 件 系数c爆裂面底部有自由793.2.4孔位的确定孔位的确定孔位：垂直孔、水平孔、倾斜孔垂直孔容易钻孔，便于装药和孔口堵塞，若条件允许应优先采用。水平孔但孔口堵塞速度较慢，一般用于不能钻竖孔的梁、柱、墙爆破施工。倾斜孔，钻孔困难，主要用于特殊结构物的控制爆破施工。3.2.4孔位的确定 孔位：垂直孔、水平孔、倾斜孔80第四节失稳原理与临界炸毁高度4.1 失稳原理4.2失稳原理应用4.3钢砼立柱临界炸毁高度的计算4.4钢砼立柱最小炸毁高度的计算4.5作业第四节失稳原理与临界炸毁高度 4.1 失稳原理814.1失稳原理分析被拆除物受力状态，爆除结构物的某些关键承重部位，使之失去承载力，结构物整体失去稳定性和刚性，在自重作用下坍塌或倾倒，称这一设计思路称为失稳原理。4.1失稳原理分析被拆除物受力状态，爆除结构物的某些关键承重82拆除爆破基本原理课件83拆除爆破基本原理课件84钢钢筋筋砼砼立立柱柱临临界界炸炸毁毁高高度度钢筋砼立柱临界炸毁高度85临界炸毁高度的计算材力中：知压杆的材料、形状、支承状况和长度，求临界荷载。是压杆稳定问题。失稳中：知钢筋的材料、形状、支承情况和荷载大小，求钢筋失稳时的最小高度，简称为临界炸毁高度。临界炸毁高度的计算材力中：知压杆的材料、形状、支承状况和长度864.3钢筋砼立柱临界炸毁高度钢筋砼立柱临界炸毁高度荷载荷载P的粗算的粗算 在进行临界炸毁高度的计算时，需对立柱所承受的荷载进行粗算。一般算法是粗略计算立柱上部建筑物内砖砌体、砼、钢筋混凝土等建筑材料的体积，再乘以材料容重即可求出荷载P 4.3钢筋砼立柱临界炸毁高度荷载P的粗算 87材料重量表 材材 料料重重量量/t.m/t.m-3-3材材 料料重重量量/t.m/t.m-3-3材料材料重重量量/t.m/t.m-3-3砖体砖体1.81.8粉煤灰砖粉煤灰砖1.41.41.51.5泡沫砼泡沫砼0.40.60.40.6缸砖缸砖2.12.12.152.15水水 泥泥 空空 心心砖砖0.980.981.031.03加气砼加气砼0.550.70.550.75 5耐火砖耐火砖1.92.21.92.2砼砼2.22.42.22.4碎砖砼碎砖砼1.851.85灰砂砖灰砂砖1.81.8钢筋砼钢筋砼2.42.52.42.5花花岗岗岩岩、大大理理石石2.82.8 材料重量表 材 料重量/t.m-3材 料重量88要计算临界炸毁高度，首先确定所有立柱的受力状况，计算所选立柱竖向钢筋(主筋)上的垂直荷载，判别受力钢筋属于那种类型的压杆，采用相应公式进行计算。钢筋的拉压试验要计算临界炸毁高度，首先确定所有立柱的受力状况，计算所选立柱89e比例极限 s屈服极限压杆的临界应力与柔度之间的关系曲线e比例极限 90设d为主筋直径；n为所计算立柱中主筋数量；A为主筋横截面积，A=d2/4；J为主筋截面惯性矩圆形截面钢筋 J=d 4/64设d为主筋直径；91i为材料的截面惯性半径，对于圆形截面的钢筋：为长度系数为细长比对于圆形截面的钢筋=h/i=4h/d P为立柱所承受的荷载为作用于材料上的轴向压应力 s为材料的屈服极限e 为材料的比例极限i为材料的截面惯性半径，对于圆形截面的钢筋：92 P/(n A)=s 时 (粗短杆)压杆不存在失稳问题，其破坏形式取决于主筋的屈服强度。当混凝土立柱上的爆破缺口一旦形成，暴露出的钢筋立即被压坏。P/(n A)=s 时 (粗短杆)压杆不存在失稳93eP/(n A)=s时时(中长杆)直线公式计算临界炸毁高度:CrCr=P/(nA)=a-b =P/(nA)=a-b =h/i=4h/d P/(nA)=a-b(4h/d)h P/(nA)=a-b(4h/d)hcrcr=d/2b(a-P/(nA)=d/2b(a-P/(nA)长度系数，表2-11 eP/(n A)=s时(中长杆)直线公式94 P/(a n)=e时时(细长杆细长杆)P/n=Pcr=2EJ/(hcr)2长度系数，表2-11 P/(a n)=e时(细长杆)P/n=Pcr=954.4 钢砼立柱最小炸毁高度 4.4 钢砼立柱最小炸毁高度 964.4钢砼立柱最小炸毁高度倾倒方向立柱爆破高度:H1=K1(B+Hmin)倒反方向立柱爆破高度:H2=K2 B K1=1.52.0,K2=11.5;B为钢筋混凝土立柱横截面长边的边长只表示破坏了立柱的强度，但还不一定破坏建筑物的刚度。适用于钢砼烟囱、牛腿子 4.4 钢砼立柱最小炸毁高度 倾倒方向立柱爆破高度:974.5 作业作业11.图1为放置于地面的一段钢筋混凝土横梁，试用两种计算公式求：a）单孔装药量；b）总装药量（用体积法计算Q时要验算炸药平均单耗）；c）设计并绘出装药结构图。图1 钢筋混凝土横梁 4.5 作业作业1图1 钢筋混凝土横梁 98作业21.图2为素混凝土块体，试确定：a)最小抵抗线w，孔距a，排距b，孔深L。炮孔直径为40cm。b)计算出每孔装药量。c）绘出装药结构图。图2 素混凝土块体 4.5 作业作业2图2 素混凝土块体 4.5 作业99Thank You100