巖石的物理性質

    (1)孔隙率。孔隙率η(%)是指巖石中各孔隙的總體積v0與巖石總體積v之比，用百分率表示。

        (2 -1)

    巖石孔隙的存在，能削弱巖石顆粒之間的連接力而使巖石強度降低。孔隙率越大，巖石強度降低得就越嚴重。巖石內孑L隙的存在，一方面使破碎巖石所需要的炸藥能量降低，但另一方面因炸藥爆炸的能量會從孔隙逸出而使爆破效果受到影響。

    (2)密度。密度ρ( g/cm3)是指構成巖石的物質質量M對該物質所具有的體積v- v0之比，

即：

        (2-2)

    (3)體積密度。體積密度γ( t/m3)是指巖石的質量G對包括孔隙在內的巖石體積V之比，

即：

        (2-3)

    可以看出，巖石的密度與體積密度是不同的。一般地說，巖石的密度和體積密度越大，就越難以破碎，在拋擲爆破時需消耗較多的能量去克服重力的影響。

    (4)巖石的碎脹性。巖石破碎成塊后，因碎塊之間存有空隙而使總體積增加，這一性質稱為巖石的碎脹性，它可用碎脹系數（或松散系數）K表示（其值在1.2 -1.6之間）。K是指巖石破碎后的體積vl與破碎前的體積v之比，即：

       (2-4)

    在采掘工程或其他土石方工程中選擇采裝、運輸、提升等設備酌容器時，必須考慮礦巖的碎脹性，特別是地下開采礦石爆破所需要或允許碎脹空間的大小，其與該礦石的碎脹系數有著密切的關系。

    (5)巖石的強度與硬度。巖石的強度是指巖石抵抗外力破壞的能力，或者說是指巖石的完整性開始被破壞的極限應力值。在材料力學中，用強度來表示各種材料抵抗壓縮、拉伸、剪切等簡單作用力的能力。但是在爆破工程中，由于巖石承受的是沖擊載荷，因而強度只是用來說明巖石堅固性的一個方面。

    巖石的硬度是指巖石抵抗工具侵入的能力。凡是用刃具切削或擠壓的方法鑿巖，首先必須將工具壓入巖石才能達到鉆進的目的，因此，研究巖石的硬度具有一定的意義。

    一般地說，強度和硬度越大的巖石就越難以鑿巖和爆破。但值得注意的是，某些硬度較大的巖石往往比較脆，因而也就易于爆破。

    (6)巖石的裂隙性。由于巖體存在節理、裂隙等結構面，所以巖體的彈性模量、波傳播速度不同于巖石試件。實驗表明，對同一種巖石而言，巖體的泊松比要比單個巖石試件的值大，而彈性模量及波速則比試件小。工程上常用巖體與巖石試件內的波速比值的平方來評價巖體的完整性，稱為巖體的完整系數。由此可見，巖體只能被認為是“由結構面網絡和巖塊組成的地質體”，它的性質由巖塊與結構面共同決定。巖石的裂隙性對爆破能量的傳遞影響很大，并且由于巖石裂隙存在的差異性很大，使巖體的受力破壞問題更加復雜化。

    以上巖石物理性質都從不同的方面影響著爆破效果。幾種常見巖石的孔隙率、密度、體積密度、縱波波速和波阻抗值，列于表2-1中。

表2-1常見巖石的孔隙率、密度、體積密度、縱波波速和波阻抗