凍土爆破性與可鉆性試驗及其應用

本書詳細總結(jié)了作者十幾年在凍土爆破性和可鉆性方面的試驗研究及凍土爆破技術(shù)等，介紹了凍土爆破性和可鉆性研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、凍土爆破作用分析、凍土爆破漏斗系列試驗研究、凍土爆破性的分級與評價及凍土爆破技術(shù)，給出了凍土可鉆性的理論分析、凍土可鉆性試驗、凍土沖韌性試驗、凍土可鉆性的分級等。

本書既可供從事人工凍結(jié)工程、寒區(qū)工程的高等學校教師、研究院所科研人員及施工企業(yè)技術(shù)人員使用，也可作為高等學校巖土工程、爆破工程、礦山建設(shè)工程、交通土建工程及地下工程等相關(guān)學科專業(yè)的研究生和高年級大學生的教學用書。

前言

第1章　凍土爆破性和可鉆性研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.1　概述

1.2　國內(nèi)外凍土爆破性研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.2.1　凍土力學特性

1.2.2　凍土爆破性

1.2.3　巖石爆破性

1.3　國內(nèi)外巖石可鉆性研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.3.1　我國巖石可鉆性的研究

1.3.2　國外巖石可鉆性的研究

1.3.3　巖石可鉆性的分析

第2章　凍土的特性

2.1　凍土的形成過程

2.2.1　凍結(jié)時土粒與水的相互作用

2.2.2　地下水的水質(zhì)與流速對巖石凍結(jié)的影響

2.3　土的顆粒組成和含水率

2.3.1　凍結(jié)時土粒與水的相互作用

2.3.2　含水率的測定

2.4　凍土的熱物理性質(zhì)

2.4.1　比熱

2.4.2　導熱系數(shù)

2.4.3　導溫系數(shù)

2.4.4　結(jié)冰溫度

2.4.5　凍土熱容量

2.5　凍土的力學性質(zhì)

2.5.1　凍土的抗壓強度

2.5.2　凍土的抗拉強度

2.5.3　凍土的抗剪強度

2.5.4　凍土的抗切削強度

2.6　凍土的流變性

2.6.1　凍土的本構(gòu)關(guān)系

2.6.2　凍土的蠕變性

2.7　凍土的動應變關(guān)系及動強度

2.7.1　凍土的動應力應變關(guān)系

2.7.2　凍土的動強度

2.8　凍土的凍脹與融沉

2.8.1　凍土的凍脹分類

2.8.2　凍土的融沉分類

2.8.3　凍土凍脹與融沉的工程問題

2.9　加荷速度對凍結(jié)強度的影響

2.10　凍結(jié)鈣質(zhì)黏土特性的試驗及分析

2.10.1　凍結(jié)鈣質(zhì)黏土土樣化學分析

2.10.2　融土物理性能試驗

2.10.3　凍結(jié)鈣質(zhì)黏土力學性能試驗

2.10.4　凍結(jié)鈣質(zhì)黏土層井幫位移隨段高變化

第3章　凍土的波速測定原理與方法

3.1　理論分析

3.2　波速測試原理

3.3　聲波測試儀

3.3.1　SYC-2C型非金屬超聲測試儀

3.3.2　CTS-25型非金屬超聲波檢測儀

3.3.3　UVM－2型聲波儀

3.4　波速的工程應用

3.4.1　通過波速測定預測凍土的動彈性模量和動泊松比

3.4.2　預測凍土的強度

3.4.3　預測凍土的可鉆性

第4章　爆破相似理論

4.1　相似基本理論

4.1.1　量綱

4.1.2　相似

4.1.3　相似基本定理

4.1.4　相似準則的推導方法

4.2　爆破相似理論

4.2.1　量綱分析

4.2.2　爆炸相似律

4.3　爆破工程中的無量綱參量和經(jīng)驗公式

4.3.1　比例距離

4.3.2　爆破地震效應的有關(guān)經(jīng)驗公式

……

第5章　凍土的爆破性

第6章　凍土的可鉆性

第7章　凍土掏槽爆破與光面爆破模型試驗

第8章　凍土爆破技術(shù)

參考文獻2100433B

出版時間：

頁　數(shù)：219

紙　張：膠版紙

I S B N：9787030194701

包　裝：平裝

馬芹永，男，安徽人，巖土工程博士，教授，博士研究生導師。現(xiàn)任安徽理工大學土木工程系副主任，兼任國際凍土學會會員，國際巖石力學學會會員，中國科學院凍土工程國家重點實驗室客座研究員，中國煤炭學會爆破專業(yè)委員會副秘書長、委員，中國巖石力學與工程學會理事，巖石動力學專業(yè)委員會委員，安徽省工程爆破協(xié)會常務理事。2001年10月獲“中國科學技術(shù)發(fā)展基金會孫越崎優(yōu)秀青年科技獎”，2003年10月獲淮南市“十大杰出青年”，2003年11月獲安徽省第四屆“優(yōu)秀青年科技創(chuàng)新獎”，2004年10月獲中國巖石力學與工程學會青年科技獎（銀獎），2005年9月入選“安徽省高等學校‘十五’優(yōu)秀人才計劃”學科拔尖人才，2006年4月獲第七屆安徽青年科技獎，2007年4月被安徽省人民政府授予“安徽省先進工作者”稱號。

近年來，負責完成的課題獲國家經(jīng)濟貿(mào)易委員安全科技進步三等獎、安徽省自然科學三等獎、安徽省自然科學優(yōu)秀學術(shù)成果二等獎、安徽省高校省級科學技術(shù)進步一等獎等6項。申請國家發(fā)明專利、實用新型專利4項。主持安徽省優(yōu)秀青年科技基金及安徽省教育廳重點科研項目等省部級課題6項。在《巖石力學與工程學報》、《巖土工程力學報》《土木工程學報》、《煤炭學報》及國外刊物Combustion,Explosion and Shock Waves　等發(fā)表第一作者學術(shù)論文60余篇，論文被SCI、EI、ISTP收錄16篇。出版教材、專著8部。

地層巖石容易被鉆頭破碎，鉆進時機械鉆速就高，我們通常就說地層的可鉆性好，反之，我們就說地層的可鉆性差。

可鉆性反映地層巖石在井底抵抗鉆頭破碎的“能力”。

關(guān)于巖石可鉆性的分類有兩種分類方向：一個方向是把可鉆性的分類建立在生產(chǎn)工藝的指標上，另一個分類方向是建立在巖石的機械性質(zhì)上。

在一定的技術(shù)工藝條件下， 巖石按被鉆頭破碎的難易程度的分級。根據(jù)鉆進方法的不同，巖石可鉆性分別有巖心鉆探的巖石可鉆性、 手動回轉(zhuǎn)鉆進的巖石可鉆性、螺旋鉆進的巖石可鉆性、鋼絲繩沖擊鉆進的巖石可鉆性、 沖擊振動鉆進的巖石可鉆性和石油鉆井的巖石可鉆性等。 中國冶金工程鉆探采用巖心鉆探的巖石可鉆性。巖心鉆探的巖石可鉆性分為12級。表1為1958年中國地質(zhì)部頒布的《巖石十二級分級表》，此表是以對于在規(guī)定的設(shè)備、 工具和技術(shù)規(guī)程的條件下進行實際鉆進所獲得的大量資料的統(tǒng)計分析為定級基礎(chǔ)的。隨著對巖石物理力學性質(zhì)的深入研究、測試技術(shù)方法和儀器的進步、鉆探設(shè)備和工藝技術(shù)的發(fā)展，為適應金剛石鉆探工藝應用的需要， 并使巖石可鉆性分級更趨科學、 準確、 合理， 1984年中國地質(zhì)礦產(chǎn)部頒布了《金剛石巖心鉆探巖石可鉆性分級表》。該分級表采用了以巖石壓入硬度為主，同時考慮擺球回彈次數(shù)、塑性系數(shù)、微鉆速度和聲波穿透速度等的綜合分級法，將巖石仍分為12級，列為以壓入硬度、擺球硬度和統(tǒng)計效率為指標的 （表2）、以微鉆速度為指標的 （表3）和以聲波穿透速度為指標的分級表。 實際應用時互相參照， 使巖石可鉆性定級更符合實際情況。

表1 巖石十二級分級表

表2 金剛石巖心鉆探巖石可鉆性分級表 （壓入硬度和擺球硬度）

表3 金剛石巖心鉆探巖石可鉆性分級表 （微鉆鉆速）

注： 表2和表3中“代表性巖石”一欄略。

為使用方便，常把1～3級稱為“軟巖石”；4～6級稱為“中硬巖石”；7～9級稱為“硬巖石”；10～12級稱為 “堅硬巖石”。

可鍛性試驗試驗目的

1．建立金屬可鍛性的概念，加深認識金屬鍛造性能在壓力加工生產(chǎn)中的意義和作用。

2．了解衡量金屬鍛造性能的常用指標，了解影響金屬鍛造性能的主要因素及提高金屬鍛造性能的途徑。

可鍛性試驗試驗原理

1、對不同成分的金屬試樣在相同的變形條件下進行鍛壓，測量其變形程度，分析比較它們的可鍛性。

2、對同成分試樣在不同溫度下進行塑性變形，分析變形溫度對可鍛性的影響。

可鍛性試驗試驗設(shè)備、儀器及工具

塑性成形綜合實驗裝置，電阻加熱爐，測溫儀表及熱電偶，游標卡尺，夾鉗等。

可鍛性試驗試驗材料

純錫、錫-鉛合金、LY12、Q235，試樣尺寸為Φ20mm×20mm 。