利文斯頓爆破漏斗理論是1956年利文斯頓提出的以能量平衡為準則的岩石爆破破碎的爆破漏斗理論。他認為，炸藥在岩體內爆破時傳給岩石能量的多少和速度的快慢，取決於岩石性質、炸藥性能、藥包質量、炸藥埋置深度和起爆方式等因素。
基本介紹
- 中文名：利文斯頓爆破漏斗理論
- 推出時間：1956年
- 提出者：利文斯頓
- 含義：岩石爆破破碎的爆破漏斗理論
岩土工程,變形能區,
岩土工程
控制爆破
在岩石性質一定的條件下，爆破能量的多少取決於炸藥質量，爆炸能量的釋放速度與炸藥傳爆的速度密切相關。假設有一定重量的炸藥埋於地表下很深的地方，它爆炸所釋放的絕大部分能量被岩石吸收。當岩石所吸收的能量達到飽和狀態時，岩體表面開始產生位移、隆起、破壞，直至拋擲。如果沒有達到飽和狀態時，岩石只呈彈性變形，不被破壞。從爆破能量觀點來看，藥包埋設深度不變而增加藥包質量，或者藥包質量不變而減小埋深，能夠得到相同的爆破效果。給定藥包質量，而改變埋深，可以得到四個不同的爆破區域。
變形能區
當一定量的藥包埋置在地下深處爆破，爆炸所產生的能量全部消耗在岩石的內部變形上稱為變形能區。若在藥包埋深W=We時，地表剛出現飛片（脆性岩石）或隆起（塑性岩石），則將埋深We稱為臨界深度，即為變形能區的上限。
根據試驗結果，臨界深度We（單位m）與變性能係數Eb（m/kg^1/3）和裝藥量Q（單位kg）的關係為：
We=EbQ^(1/3) (1)
2、衝擊破壞區
藥包超過臨界深度We繼續上移（W<We），爆破後岩石破碎並拋擲，形成爆破漏斗，這一區域稱為衝擊破壞區。隨著藥包不斷上移，爆破漏斗體積V逐漸增大，當V達到最大值時的埋深稱為最佳埋深Wj，即為衝擊破壞區的上限。若此後繼續減小埋深W時，則體積V逐漸減小，即V-W曲線呈中間高、兩端低的形狀。
引入最佳深度係數△j=Wj/We，則由式（1），有
Wj=△jEbQ^(1/3) (2)
根據上式，通過試驗求得Eb和△j，即可求得Wj，即獲得給定藥量所能達到最佳爆破效果的埋深。
3、破碎區
藥包由最佳深度Wj上移（W<Wj），上部岩石阻力減小，爆破漏斗體積V減小，爆破能部分用於破碎和拋擲（E1），另一部分消耗於空氣衝擊波中（E2）。當E2≈E1時，此時炸藥的埋深Wp稱為轉變深度。
4、空爆區
當藥包埋深由Wp繼續上移（W<Wp），爆炸能大部分消耗於空氣衝擊波。
