張志呈 1933年3月 重慶市粱平縣

一、 學歷：

⑴1955年7月畢業於昆明工學院采選繫采礦專業（現名昆明理工大學）

⑵1991年3月－7月四川外語學院出國留學預備人員培訓部學習。

二、工作單位：

1.
冶金部新疆有色局可可托海礦務局（1955年7月－1975年11月）；冶金部邯邢礦山管理局礦山研究所（1975年12月－1981年6月）。主要從事生產現場的科研工作：采礦方法、礦山壓力、工程爆破的試驗研究。


2.
四川建材學院（1981年7月－1993年11月）：西南工學院；西南科技大學（1993年12月至今），1981年7月至今（1998年3月退休）。


⑴主要從事教學和科研工作，主研方向：工程控制爆破；

⑵1984年7月至1993年6月曾任四川建材學院非金屬礦繫繫副主任、非金屬礦研究所副所長（非金屬礦繫相似於現在的西南科技大學環境與資源學院）；


⑶1992年終身享受國務院政府特殊津貼；

⑷1995年為西南工學院首批學術帶頭人；

⑸1993年以前與東北大學、重慶大學、昆明理工大學等的老師合作培養研究生。

三、社會兼職：

1. 國內：⑴國家建材局高校非金屬類專業教學指導委員會委員；

⑵國家建材局爆破安全技術考核專家組成員；

⑶中國爆破協會理事、四川硅酸鹽學會理事、四川石材協會理事。

⑷1984年-1988年被聘為綿陽地區科學技術顧問團成員、綿陽地區科技技術咨詢委員會委員。

2. 國際：⑴1998年被聘為美國自然科學研究協會顧問；

⑵1995年被英國劍橋世界名人傳記中心列入《世界名人》。

四、出國學習考查和參加國際學術會議：

1. 出國學習考查：1986年11月－12月赴美國、加拿大有關高校學習和教學考查；

2.
參加國際學術會議：⑴第十四屆世界采礦大會（並貼展論文）；⑵第二屆世界非金屬大會（專業組宣讀論文）；⑶第二屆國際工程爆破學術會議（分組宣讀論文）。


五、教材及專業書籍的編寫：

1. 主編教材和專業書籍：

⑴編寫情況：主編教材和專業書籍七本：其中①教材一本、專著2本、編著專業參考書4本；②主編5本、副主編2本；

⑵獲獎情況：①教材《爆破原理與設計》1992年出版，獲四川省科技優秀圖書獎；

②《爆破基礎理論與設計施工技術》1994年出版，獲四川省科技進步三等獎；

③《定向斷裂控制爆破》2000年出版，獲西南西北地區優秀科技圖書二等獎。

2. 參編教材：參加全國八所高校通用教材（與郭學彬老師合作編寫）

六、發表論文：公開發表151篇，其中作者105篇，第二作者46篇。

七、科研成果及獲獎情況：

1. 在冶金部所屬單位工作期間完成科研項目16個；

1979年“多孔粒狀銨油炸藥”獲冶金部科技成果一等獎（該項目主研冶金部長沙礦山院高夢義、楊獻珍，協作單位為邯邢礦山研究所、原石家莊化工廠等，我督促多孔粒狀硝酸銨的生產和生產應用的試驗研究和組織鋻定會務工作）。


2.自四川建材學院以來1981年－2008年完成科研項目15個，獲四川省人民政府、廣西省人民政府、中國建材協會等科技進步獎二、三等獎共12個；


3.已獲國家知識產權局授權的實用新型專利三個（證書）。

八、國內先試驗研究的創新項目：

1.微差爆破（1956年3月，蘇聯專家吉亞科夫協助）；

2.硐室爆破“淺孔崩落充填法”（1958年6月）；

3.切槽爆破切槽鑽具（1989年6月）；

4.石材開采周邊爆破（1992年3月）；

5.爆破地震波的波導效應（2001年7月）；

6.爆破地震波的波道效應（2001年11月）；

7.護壁控制爆破（2007年10月）；

8.定向卸壓隔振爆破（2009年5月）。

緒論



編 定向卸壓隔振爆破技術基礎



章 岩石力學在定向卸壓隔振爆破工程實踐中的重要性

節 岩石的力學性質岩體結構特征在定向卸壓隔振爆破施工中的重要影響

第二節 岩石的動態特性

第三節 不同裝藥結構傳入岩石的爆炸載荷

第四節 岩石在動載荷作用下的性質和強度

第五節 衝擊載荷作用下岩石變形規律與特征

第六節 岩石在不同加載條件下的應力應變

第七節 岩體的節理（裂隙）對定向卸壓隔振爆破的影響和作用

第八節 岩體結構面狀態與岩體分類

第九節 工程爆破參數取值與定向卸壓隔振爆破參數的取值依據



第二章 定向卸壓隔振爆破實行單排多孔同時起爆的破岩原理

節 岩體爆炸應力波的作用原理

第二節 岩體爆破自由面上的應力波

第三節 定向卸壓隔振爆破采取單排多孔同時起爆的應力波破岩機理

第四節 相鄰炮孔同時起爆（ ）與延時起爆（ ）應力波傳播規律



第三章 工程控制爆破的裝藥結構與定向卸壓隔振爆破裝藥結構的特點

節 裝藥結構的形式

第二節 炮孔不耦合裝藥結構的作用機理與不耦合繫數的計算

第三節 徑向間隙效應與不耦合繫數合理範圍

第四節 不同耦合繫數的爆破效應和孔壁壓力

第五節 定向卸壓隔振爆破不耦合裝藥結構的特點

第六節 不耦合裝藥結構的工程實例





第二編 爆破對岩體的損傷

第四章 岩石損傷基礎理論

節 岩體損傷理論研究現狀

第二節 岩體損傷及損傷變量

第三節 岩體損傷理論模型



第五章 岩石損傷檢測與預測評估

節 岩體損傷變量及損傷變化率的檢測

第二節 岩體爆破損傷的探達檢測

第三節 質點峰值振動速度對岩體爆破損傷的預測與評估

第四節 彈性理論預估隧道圍岩爆破松動圈的厚度



第六章 動載荷衝擊作用下岩石的損傷特性

節 岩石動力破壞的基本理論[27]

第二節 輕氣炮衝擊實驗原理及測試繫統

第三節 岩石衝擊實驗試件的鑽取和加工

第四節 岩體衝擊損傷試驗※①

第五節 爆破衝擊作用下岩體損傷的模型試驗

第六節 節理岩體損傷範圍

第七節 岩石衝擊過程的數值模擬



第七章 露天臺階爆破岩體損傷特性與損傷範圍

節 炸藥性能對岩體的破壞程度或範圍

第二節 露天聲控多排爆破岩體深處的爆破損傷

第三節 露天邊坡預裂爆破岩體損傷實例

第四節 露天邊坡工程光面爆破對岩體的損傷與損傷範圍

第五節 露天臺階爆破爆區後方不同距離岩體的損傷特征

第六節 露天臺階爆破對炮孔底部和後部保留岩體的損傷和範圍



第八章 地下工程開挖爆破對圍岩損傷特性及損傷範圍

節 地下巷道掘進對圍岩的破壞損傷範圍和超挖量

第二節 地下洞室開挖爆破對圍岩的損傷和破壞範圍

第三節 爆破對圍岩的損傷範圍

第四節 深部巷道圍岩分區破壞現像



第九章 爆破動載荷作用下岩體累積損傷效應

節 模型累積損傷試驗

第二節 深孔臺階爆破岩體累積損傷試驗

第三節 地下工程爆破開挖岩體累積損傷效應





第三編 定向卸壓隔振爆破技術原理與效應分析

第十章 定向卸壓隔振爆破的原理



第十一章 定向卸壓隔振爆破作用機制與卸壓隔振效應

節 定向卸壓隔振爆破機制

第二節 定向卸壓隔振爆破隔振效應

第三節 定向卸壓隔振爆破隔振護壁效應的模型試驗

第四節 定向卸壓隔振爆破定向卸壓效應

第五節 炮孔底部空氣間隔長度的試驗與選擇



第十二章 軸向間隔裝藥間隔材料的技術原理與效果

節 炮孔裝藥結構間隔材料爆破技術原理

第二節 炮孔間隔裝藥間隔層材料的效果試驗

第三節 炮孔間隔裝藥間隔層材料作用效果的理論計算

第四節 空氣和水介質間隔裝藥結構爆破作用機理與效果

第五節 水介質與空氣間隔裝藥爆破應力波衰減的規律



第十三章 定向卸壓隔振爆破隔振材料的作用機理與效應

節 定向卸壓隔振爆破隔振材料的作用機理

第二節 定抽卸壓隔振爆破隔振材料不同厚度的效果試驗

第三節 定向卸壓隔振爆破藥包加裝隔振材料的效果試驗

第四節 定向卸壓隔振爆破藥包加裝半圓形管材料的選擇



第四編 定向卸隔振爆破的數值模擬與破爆炸波分布規律

第十四章 定向卸隔振爆破數值模擬

節 數值模擬方法

第二節 定向卸壓隔振爆破應力波作用規律

第三節 定向卸壓隔振爆破裝藥結構的爆破效應

第四節 定向卸壓隔振爆破隔振材料在炮孔內賦存位置對爆破效果的影響



第十五章 定向卸壓隔振爆破爆炸波分布規律的高速攝影

節 試件與測試繫統

第二節 測試結果與分析



第五編 定向卸壓隔振爆破在生產實踐中的應用

第十六章 定向卸壓隔振爆破露天邊坡中的應用

節 定向卸壓隔振爆破露天邊坡中的應用

第二節 塑料管的加工

第三節 定向卸壓隔振爆破生產現場裝藥工藝程序



第十七章 定向卸壓隔振爆破在井巷工程中的應用

節 定向卸壓隔振爆破隔振護壁在龍山16號油氣井坑抗滑樁開挖中的應用

第二節 定向卸壓隔振爆破隔振護壁在煤礦岩質巷道掘進中的應用

第三節 定向卸壓隔振爆破隔振護壁在鄰礦巷道掘進中的應用

作者序

長期以來，爆破技術幾乎是破碎岩石的手段。在礦山開采、建築物拆遷、鐵路建設、水利水電、材料加工、填築路堤、石油化工建設、城市地鐵、地下管道，以及處理油井卡鑽事故等工程與生產領域，工程爆破都有其他技術不可替代的作用。即使是在與隧道掘進機和液壓衝擊錘等重型機械競爭的今天，爆破技術在中硬以上較硬岩石中的開挖中仍然具有不可替代的優勢。


但是爆破造成的主要危害還沒有較好的解決，例如：

（1）爆破對岩質邊坡保留岩體和井巷（隧道）圍岩的破壞和損傷引起邊坡滑塌，隧道滑落；

（2）爆破產生爆破地震對爆破區附近或地面建築物、構築物造成的破損和穩性累積效應，降低其服務年限。

下面僅以露天爆破為例：

由於爆破破壞了原岩應力狀態和掩體結構構造，從而影響了保留岩體和圍岩的穩定性，由此而造成的邊坡滑塌、井巷圍岩垮塌等惡性事故。在邊坡滑塌方面，引起中央、國務院關注的有大冶鐵礦、海南鐵礦、撫順西露天礦等等。20世紀80年代初期，攀鋼巴關河石灰礦在露天采礦爆破中曾多次誘發滑坡，嚴重的一次滑坡兩達416萬方，給生產和安全造成嚴重影響。2008年10月，海南昌江縣七叉鎮抗阻嶺石灰礦發生滑坡事故，釀成3死1傷；2010年4月，四川省峨眉山市順江采石場發生垮塌事故，共造成13人遇難。這些都與爆破頻繁、掩體結構構造長期累積損傷或破壞而發生。


由此可見，探索研究安全、高效、低耗的控制爆破技術在露天開挖岩土工程和井巷隧道等采掘工程中是很有必要的。

上世紀末，國內外的專家學者利用導向原理、改變炮孔形狀、控制藥包形狀達到定向斷裂控制爆破的目的，比起常規爆破，它們減少了控制量，改變了爆破對孔壁的作用方向，在炮孔連線方向上優先形成裂隙，對邊坡工程、采掘工程等圍岩或保留岩體的穩定性起到了一定作用，但卻往往在炮孔保留岩體或圍岩處產生許多裂隙或破壞，在裂隙發育或低強度岩體條件下，爆破更差。一直以來，始終沒有解決爆破產物對孔壁保留岩體或圍岩的損傷破裂問題。


近幾年來，筆者在技術服務和科學研究中提出了通過阻隔爆破衝擊波、應力波、降低衝擊波峰值壓力，使之不對炮孔保留岩體或圍岩的直接作用的爆破方法，並稱之為“定向卸壓隔振爆破”，或簡稱為“卸壓隔振爆破”“定向卸壓隔振護壁爆破”。


這種方法經中國人民解放軍總參工程兵三所，中國人民解放軍理工大學、中國物理研究所、中國礦業大學現代爆破研究所、西南交通大學高溫研究所實驗研究證明：可以使得46.95%爆炸能量被半圓形塑料管限制阻隔、吸收和滯留，入射波透射繫數降低40%~50%，爆破地震強度降低至30%~60%，在隔振塑料管的一側剪應力是隔振材料的3.5倍，炮孔底部空氣間隔壓力降低30%以上，可將應力波在岩體中的作用時間延長2~5倍。


實驗證明，定向卸壓個陣克服了常規光面爆破、預裂爆破、斷裂控制爆破等爆破技術的不足之處，是一項有先進性、開拓性的爆破技術。

本書的一個重要特點是：體現了繼承性與前瞻性的有機結合，既有比較成熟和經典的理論和技術知識，又有新技術和新進展，堅持了科學性、實用性和先進性，將理論與實際有機地結合了起來。


本書在寫作工程中得到中國工程院院士馮叔瑜、鮮學福、古德生、中國科學院院士經福謙等人的大力支持，並得到重慶大學李通林教授、西南科技大學校長肖正學教授等的支持，也得到了課題組成員向開偉、郭學彬、何紹田、蒲傳金、肖定均等的支持。在此，特向所有對本課題和本書的撰寫與出版給予支持與鼓勵的人表示衷心的感謝。


由於編寫時間倉促，加之個人水平有限，書中難免會有一些缺點和錯誤，在此敬請各位讀者批評指正。