阳光创译 | 爆破工程地质术语

在爆破工程领域,地质术语是连接理论研究与工程实践的桥梁。它们不仅描述岩石的物理力学特性,更揭示岩体在应力作用下的复杂行为。以下从岩石特性、分类体系、力学理论、测试方法及工程分析等维度,阳光创译语言翻译梳理 120 个核心术语,助您快速掌握爆破工程地质的专业精髓。

In the field of blasting engineering, geological terminology serves as a bridge connecting theoretical research and engineering practice. These terms not only describe the physical and mechanical properties of rocks but also reveal the complex behavior of rock masses under stress. Below, we will systematically translate and organize 120 core terms from various dimensions such as rock properties, classification systems, mechanical theories, testing methods, and engineering analysis, helping you quickly grasp the professional essence of geological aspects in blasting engineering.

一、岩石基本特性与参数

岩石物理力学性质(Physical-mechanical Property of Rock)
岩石对物理环境和力作用的综合响应,涵盖密度、孔隙率、抗压 / 抗拉强度、弹性模量等指标,是爆破设计的基础依据。

岩石物理性质(Petrophysical Properties of Rock)聚焦岩石的物理属性,如密度、空隙性(孔隙率、裂隙率)、波阻抗(纵波速度 × 密度)及风化程度,直接影响爆破能量传递效率。
岩石密度(Density of Rock)岩石单位体积的质量,反映矿物组成与孔隙填充程度,是计算爆破药量的关键参数。
岩石孔隙率(Porosity of Rock)岩石孔隙体积占总体积的百分比,孔隙率越高,岩石强度越低,爆破时能量损耗越大。
岩石渗透性(Permeability of Rock)岩石允许流体通过的能力,用渗透系数(cm/s 或 m/d)表示,影响地下水对爆破稳定性的干扰。
岩石吸水性(Water Absorbability of Rock)岩石在常压或真空条件下吸水的能力,饱和吸水率高的岩石易软化,降低爆破效果。
岩石风化程度(Weathering Degree of Rock)岩石受外力作用发生破碎、矿物蚀变的程度,风化越深,岩体越松散,爆破难度越低但稳定性风险增加。

二、岩体分类与质量评价

岩石工程分类(Engineering Classification of Rocks)根据强度、裂隙率、风化程度等指标将岩石划分为新鲜岩石、风化岩石、块状岩体等类别,指导爆破方案设计。
岩体工程分类法(Engineering Classification of Rock Mass)通过分级指标(如 RQD、节理组数)和数学模型,将岩体质量划分为有序等级,典型方法包括 RMR 系统(宾尼奥斯基)和 Q 系统(巴顿)。
岩体 RQD 指标(Rock Quality Designation)岩心中≥10cm 岩心长度占钻孔总长的百分比,反映岩体完整性,RQD 值越高,岩体越完整、爆破难度越大。
岩体 RMR 指标(Rock Mass Rating System)波兰学者宾尼奥斯基提出的岩体质量评分体系,综合岩石强度、RQD、节理间距等参数,分值越高岩体质量越好。
岩体 Q 指标(The Q-System of Rock Strength)挪威学者巴顿建立的岩体质量公式,结合 RQD、节理粗糙度、裂隙水等 6 项指标,Q 值越大岩体越稳定。
岩石质量分类(Rock Mass Classification)按可爆性、可挖性等工程需求,将岩石划分为不同等级,Barton-Q 系统和 RMR 系统是爆破领域的常用标准。
岩体结构类型(Structural Types of Rock Mass)包括完整岩体、层状岩体、块状岩体、软弱夹层等,结构越复杂,爆破时应力分布越不均匀。

三、岩石力学特性与理论

岩石非连续性(Discontinuity of Rock)岩石中孔隙、节理、裂隙等缺陷对应力传播的影响,非连续性越强,岩体越易破碎但爆破能量易分散。

岩石非均匀性(Nonhomogeneity of Rock)岩石成分、结构在空间分布的不均性,导致爆破时局部应力集中或能量损耗。

岩石断裂韧性(Fracture Toughness of Rock)岩石抵抗裂纹扩展的能力,张开型裂纹(I 型)是脆性岩石爆破破坏的主要模式。

岩石声学性质(Acoustic Property of Rock)岩石受载变形至破坏过程中声发射波的传播特性,可通过声波法监测岩体裂隙发展与岩爆风险。

岩石声发射(Acoustic Emission of Rock)岩石裂纹扩展时以脉冲波释放应变能的现象,是岩体内部损伤的 “听诊器”。

库仑 - 莫尔强度理论(Coulomb-Mohr Strength Theory)认为岩石剪切破坏时,破裂面剪应力与法向应力满足线性关系,广泛用于爆破稳定性分析。

格里菲斯强度理论(Griffith’s Strength Theory)以随机裂纹尖端应力集中为核心,解释脆性岩石的张拉破坏机制,修正后适用于压应力环境。

岩石本构方程(Constitutive Equation of Rock)描述岩石应力 - 应变关系的数学表达式,如弹性阶段的胡克定律、塑性阶段的德鲁克 - 普拉格准则。

岩石动态力学性质(Dynamic Property of Rock)岩石在动载荷(如爆破冲击)下的变形与破坏特性,应变速率是关键影响因素。

岩石流变性(Rheological Behaviour of Rock)岩石应力或应变随时间变化的特性,包括蠕变(恒应力下应变增长)和松弛(恒应变下应力衰减)。

四、测试方法与工程应用

劈裂试验(Split Test)又称 “巴西试验”,通过径向压缩圆柱岩样测定抗拉强度,适用于难以直接拉伸的岩石。

压水试验(Water Pressure Test)向钻孔内施加水压,以吕荣单位(1MPa 压力下每分钟耗水 1L/m)评估岩体渗透性,指导防水与爆破设计。

硬度试验(Hardness Test)测定岩石抵抗压入、刻划或回弹的能力,常用布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)和肖氏硬度(HS)。

普氏岩石硬度指数(Protodyakonov Coefficient, f 值)前苏联学者提出的岩石分级指标,f=Rc/10(Rc 为单轴抗压强度,MPa),f 值越大岩石越坚固。

岩体原始应力(Original Stress in Rock Mass)未受开挖扰动的岩体地应力,由自重和地质构造作用形成,影响爆破后应力重分布。

岩体二次应力(Induced Stress in Rock Mass)开挖后岩体应力重新分布的结果,二次应力场分布与坑硐形状、岩体结构密切相关。

有限元法(Finite Element Method, FEM)将岩体划分为有限单元,通过计算机求解应力、位移场,是爆破工程数值模拟的核心方法。

离散元法(Distinct Element Method, DEM)以岩块为单元,模拟爆破后岩块的运动轨迹与碰撞过程,适用于节理岩体的破碎分析。

岩石脆延性转化(Brittle-Ductile Transition of Rock)岩石随围压升高从脆性破坏转为延性流动的特性,影响爆破破碎模式选择。

爆破振动频率(Blast Vibration Frequency)爆破引起岩体振动的周期性速率,高频振动易导致岩体表面破碎,低频振动传播距离更远。

炸药 - 岩石匹配度(Explosive-Rock Matching)炸药爆轰特性与岩石力学参数的适配性,匹配度高可提高能量利用率、减少飞石危害。

岩块碎胀系数(Bulking Factor of Rock Fragment)岩石爆破破碎后体积与原体积的比值,用于估算渣石运输量与堆积空间。

应力波衰减规律(Stress Wave Attenuation Law)爆破应力波在岩体中传播时强度随距离增加而衰减的特性,常用指数衰减公式描述。

炮孔堵塞长度(Stemming Length in Blast Hole)炮孔内炸药上方的填塞物长度,合理堵塞可提高爆破能量利用率、降低空气冲击波。

预裂爆破参数(Presplitting Blast Parameters)包括孔径、孔距、线装药密度等,用于控制开挖轮廓线,减少对保留岩体的损伤。

五、理论拓展与工程分析

岩体关键块分析(Key Block Analysis)识别节理岩体中易滑塌的关键块体,防止连锁破坏,石根华理论通过可移块体判定稳定性。

温度应力(Temperature Stress)岩体因温度变化热胀冷缩产生的应力,岩浆活动或核爆炸可引发显著温度应力。

相似材料模拟(Simulating Material Modeling)基于相似原理,用模型材料模拟岩体受力状态,如光弹模拟、离心模型试验。

位移反分析法(Displacement Back Analysis)通过实测围岩位移反推岩体力学参数或原始应力场,优化爆破设计与支护方案。

岩石动态弹性模量(Dynamic Elastic Modulus)动载荷下岩石的弹性模量,常用共振法或声脉冲法测定,比静态模量更贴近爆破工况。

六、岩石基本特性与参数

岩石泊松比(Poisson’s Ratio of Rock)岩石单向受压时横向应变与纵向应变的比值,反映岩石横向变形能力,影响爆破应力分布。

岩石残余强度(Residual Strength of Rock)岩石宏观破坏后仍能承受的最小应力,用于评估爆破后岩体的稳定性。

岩石热胀性(Heat Expansibility of Rock)岩石受热后体积膨胀的特性,高温环境下爆破需考虑热应力对岩体完整性的影响。

七、岩体分类与质量评价

节理组数(Jn)(Joint Set Number)岩体中相互平行的节理归为一组,节理组数越多,岩体越破碎,爆破时能量越易分散。

节理面粗糙度(Jr)(Joint Roughness)节理面的起伏程度,粗糙面可增加岩体摩擦阻力,影响爆破块度分布。

裂隙水影响因素(Jw)(Joint Water Factor)岩体裂隙中地下水对爆破的影响,含水裂隙会降低岩石强度并稀释爆炸能量。

八、岩石力学特性与理论

岩石弹塑性(Elastic-Plasticity of Rock)岩石受载后同时表现出弹性变形(可恢复)和塑性变形(不可恢复)的特性,常见于中硬岩爆破过程。

岩石三轴压缩强度(Triaxial Compressive Strength)岩石在三向压应力下的极限强度,真三轴(σ₁>σ₂>σ₃)与常规三轴(σ₁>σ₂=σ₃)试验结果差异显著。

岩石强度尺寸效应(Size Effect of Rock Strength)岩石抗压强度随试样尺寸增大而减小的现象,大尺寸岩体爆破需考虑强度折减。

岩石强度弱化系数(Weakness Factor of Rock Strength)饱水岩石强度与干燥岩石强度的比值,用于评估水对爆破效果的弱化作用。

九、测试方法与工程应用

凯塞效应(Kaiser Effect)

岩石加载至历史最大应力时声发射突增的现象,可用于监测岩体应力历史。
吕荣单位(Lugeon Unit)岩体压水试验中,1MPa 压力下每分钟耗水 1L/m 的渗透性指标,1Lu≈10⁻⁵ cm/s 渗透系数。
霍普金森杆法(Hopkinson Bar Method)通过杆系装置测试岩石动态力学参数(如动态弹性模量、抗压强度),适用于高应变率工况。
岩石声发射监测(Acoustic Emission Monitoring)利用传感器捕捉岩石破裂声信号,实时预警岩体失稳,常用于爆破前后的安全评估。

十、爆破工程理论与技术

殉爆距离(Sympathetic Detonation Distance)主装药爆炸后能引发相邻装药爆炸的最大距离,影响多药包爆破的安全性与可靠性。

毫秒延时爆破(Millisecond Delay Blasting)通过毫秒级延时雷管实现药包顺序起爆,减少爆破振动叠加,改善破碎效果。

预裂爆破(Presplitting Blasting)沿设计轮廓线先于主爆孔起爆,形成预裂缝以阻隔主爆应力波,保护保留岩体。

光面爆破(Smooth Blasting)主爆孔起爆后,轮廓孔延时起爆以形成平整开挖面,减少超欠挖。

微差爆破(Short Delay Blasting)相邻药包起爆间隔数毫秒至数十毫秒,利用应力波叠加增强破碎,降低振动。

聚能爆破(Shaped Charge Blasting)通过聚能穴使爆炸能量集中,形成定向射流,用于切割岩石或定向开挖。

十一、岩体工程分析方法

边界元法(BEM)(Boundary Element Method)仅对岩体边界划分单元,适用于无限域问题(如露天爆破),计算效率高于有限元法。

离散元 - 颗粒流耦合(DEM-PFC)(DEM-Particle Flow Coupling)结合离散元(DEM)与颗粒流(PFC)模拟岩石颗粒间的接触与运动,分析爆破块度分布。

地质雷达法(GPR)(Ground Penetrating Radar)利用电磁波探测岩体内部裂隙、溶洞,为爆破方案设计提供地质数据。

声波测井(Acoustic Logging)通过测量声波在钻孔中的传播速度,评估岩体完整性与可爆性。

十二、特殊地质与灾害防控

软弱夹层(Weak Interlayer)岩体中强度显著低于周边岩石的薄层,爆破时易形成应力集中,导致沿夹层滑动。

岩块碎胀性(Bulking of Rock Fragment)岩石爆破后体积膨胀的特性,碎胀系数(爆破后体积 / 原体积)通常为 1.2~1.6。

爆破振动速度(Blast Vibration Velocity)岩体受爆破影响产生的振动速度峰值,是评估建(构)筑物安全的核心指标(如中国《爆破安全规程》规定 V≤2.0cm/s)。

十三、环保与安全术语

飞石控制(Flyrock Control)通过合理布孔、优化堵塞长度及设置防护屏障,限制爆破飞石距离(经验公式:L=20Kfn²W,K 为安全系数)。

爆破有害效应(Harmful Effects of Blasting)包括振动、冲击波、飞石、粉尘、噪声等,需通过参数优化与防护措施降低危害。

安全警戒距离(Safety Warning Distance)爆破时人员、设备需撤离的最小距离,一般不小于 300m(根据爆破规模调整)。

十四、新增核心术语

岩石可爆性(Blastability of Rock)岩石对爆破作用的响应能力,取决于强度、结构、含水率等,可通过标准爆破试验量化。

炸药猛度(brisance)炸药爆炸时对岩石的局部破碎能力,用铅柱压缩法测定,猛度高的炸药适合坚硬岩石。

炸药爆速(Detonation Velocity)爆轰波在炸药中传播的速度,爆速越高,能量传递效率越高(常用炸药爆速:2000~8000m/s)。

炮孔密集系数(Hole Density Coefficient)炮孔间距与最小抵抗线的比值(m=a/W),m 值影响爆破块度均匀性,通常取 0.8~1.2。

底盘抵抗线(Bottom Resistance Line)炮孔装药中心至台阶底部的垂直距离,需与装药长度匹配,避免残留根底。

装药不耦合系数(Decoupling Coefficient)炮孔直径与药卷直径的比值,不耦合系数越大,孔壁冲击压力越小,适用于光面爆破(通常 2~4)。

起爆网路(Initiation Network)连接各药包的起爆系统,包括电爆网路、导爆管网路等,需确保准爆率与延时精度。

爆破漏斗半径(Funnel Radius)爆破漏斗的水平半径,与最小抵抗线、岩石性质相关,反映爆破作用范围。

岩石碎块平均尺寸(Average Fragment Size)爆破后岩块的平均粒径,是衡量爆破效果的关键指标,可通过筛分法测定。

炮孔利用率(Borehole Utilization Rate)炮孔实际爆破深度与孔深的比值,高效爆破的炮孔利用率可达 90% 以上。

爆后岩体声波测试(Post-Blast Acoustic Testing)通过爆破前后声波速度对比,评估岩体损伤程度,指导爆破参数优化。

爆破能量分配(Blast Energy Distribution)炸药能量在岩石破碎(约 20~30%)、振动(5~10%)、 heat(50~60%)等方面的分配规律,优化能量利用率是爆破设计核心。

岩石动态抗拉强度(Dynamic Tensile Strength of Rock)动载荷下岩石抵抗拉伸破坏的能力,比静态抗拉强度高 10~30%(应变率效应)。

爆破地震波主频(Dominant Frequency of Blast Seismic Wave)爆破振动信号的主要频率成分,主频越低,振动传播距离越远,对低频敏感结构(如大坝)危害更大。

预切槽爆破(Pre-Slotting Blasting)在爆破区周边先形成一定深度的切槽,阻隔应力波传播,用于超深基坑或隧道减震。

水压爆破(Water Pressure Blasting)向炮孔内注水,利用水介质传递爆炸能量,减少粉尘并提高破碎效率,适用于 urban blasting。

二氧化碳相变爆破(CO₂ Phase Transition Blasting)通过液态 CO₂受热相变产生高压气体破碎岩石,无明火、低振动,适合瓦斯矿井等敏感环境。

爆破公害(Blast Pollution)爆破产生的振动、粉尘、噪声等对环境的综合危害,需通过环保型炸药与工艺控制。

岩体结构面产状(Attitude of Rock Structural Plane)包括节理、断层的走向、倾向、倾角,影响爆破时岩体的破裂方向与块度形态。

岩石可钻性(Drillability of Rock)岩石对钻孔的抵抗能力,与硬度、研磨性相关,可钻性等级影响炮孔施工效率。

炮孔堵塞材料(Stemming Material)用于填充炮孔的材料(如岩粉、黏土),良好的堵塞可提高爆炸能量利用率,减少冲炮。

起爆时差(Initiation Time Difference)相邻药包起爆的时间间隔,合理时差可避免应力波相互抵消,增强破碎效果。

爆破作用指数(Blast Action Index)爆破漏斗半径与最小抵抗线的比值(n=r/W),n=1 为标准抛掷漏斗,n<1 为松动爆破。

岩石破碎能耗(Energy Consumption of Rock Fragmentation)单位体积岩石破碎所需的能量,与岩石强度、炸药性能、爆破参数成正相关。

爆堆形态(Blast Muck Pile Shape)爆破后岩块堆积的形状与尺寸,影响铲装效率,理想爆堆应松散、集中、无大块。

爆破效果评估(Blast Effect Evaluation)通过块度分布、爆堆尺寸、振动数据等指标,综合评价爆破质量,为后续作业提供参数依据。

业务介绍
矿业和能源咨询:矿产资源评估、尽职调查、矿业投融资对接、境外矿业营销和销售咨询、大数据分析客户挖掘。
矿产资源评估:是指对矿产资源进行综合评价的过程,包括矿产储量、品位、开采条件等方面的评估,以确定矿产资源的开发价值和潜力。
尽职调查:是指在进行商业交易或投资前对相关企业或项目进行全面的调查和分析,以确认其真实性、可行性和风险,确保投资方能做出明智的决策。
矿业投融资对接:是指为矿业企业提供投融资服务,帮助企业寻找合适的投资方或融资渠道,促成投资交易的达成。
境外矿业营销和销售咨询:是指为矿业企业提供在海外市场进行营销和销售的咨询服务,帮助企业拓展海外业务,提升产品销售水平。
大数据分析客户挖掘:是指利用大数据技术和分析方法,对市场数据进行挖掘和分析,帮助企业发现潜在客户群体,制定营销策略和提升销售效率。
为国内外个业提供地矿与能源产业链的信息服务、投融资项目对接、技术咨询、法律法规咨询等业务。专家顾问来自于加州大学、迈阿密大学、中国地质大学、中国石油大学、中国矿业大学、北京大学等院与相关科研机构,为海内外的客户提供全方位的地质矿业和能源咨询服务。
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人物介绍

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北京阳光创译吕国博士

吕国,男,1977 年生,祖籍甘肃敦煌,现工作于北京。北大博士后,北京阳光创译语 言翻译有限公司董事长,美国 Suntrans Consulting LLC CEO ,主要从事矿业能源领域研究以 及相关的同传翻译、矿业咨询和会展工作。

吕国,中国地质大学(北京)矿物学、岩石学、矿床学专业博士,博士期间曾留学于美 国迈阿密大学(Miami University) ,北京大学地质学博士后, 曾兼职于澳大利亚全球最大 的矿业公司必和必拓 (BHP Billiton) 和中国地质调查局境外矿产战略研究室。2008 年创立 了北京阳光创译语言翻译有限公司(Suntrans Translation);2011 年创立了美国纽约阳光创译 咨询公司(New York Suntrans Consulting LLC)。矿业翻译及咨询经历遍及 40 多个国家。

吕国参与编译了各国矿业投资指南丛书以及多部地质矿业领域作品,并持续多年为中国 国际矿业大会、加拿大勘探与开发者协会(PDAC)、中国-东盟矿业合作论坛、铁矿石论坛、 国土部、中国地质调查局、商务部援外培训班等重要会议和论坛提供翻译服务。同时,他也 曾先后赴加拿大、美国、非洲乌干达、卢旺达、埃塞俄比亚、中国香港地区、巴基斯坦、斯 里兰卡、新加坡、法国、哥斯达黎加、厄瓜多尔、马来西亚、伊朗等 40 多个国家和地区提 供地质矿业翻译,并参与了许多大型国际矿业项目的收购。截止 2023 年,他组织及主持了 9 届“ 中国国际矿业发展高峰论坛 ”和 5 届“ 中国国际翻译高峰论坛 ”。

学习经历

1. 2012 年 1 月至 2016 年 6 月,北京大学 地球科学与空间学院地质系,地质学专业, 博士后;

2. 2008 年 8 月-2009 年 12 月,美国迈阿密大学(Miami University)联合培养博士生, 地质微生物学方向;

3.2006 年 7 月-2008 年 9 月,中国科学院微生物所联合培养博士生,地质微生物学方向;

4.2006 年-2011 年,中国地质大学(北京),矿物学、岩石学、矿床学专业,理学博士 学位;

5.2003 年-2006 年,中国地质大学(北京),矿物学、岩石学、矿床学专业,理学硕 士学位;

6.2001 年-2004 年,兰州大学,英语教育专业,第二本科学历;

7.1996 年-2000 年,西北师范大学,生物科学专业,理学学士。

工作经历

1.2008 年 2 月至今,北京阳光创译语言翻译有限公司,董事长、翻译、矿业咨询师;

2.2011 年 5 月至今,美国纽约 Suntrans Consulting LLC.,CEO;

3.2009 年 12 月至 2010 年 5 月,中国地质调查局发展研究中心,境外矿产战略研究室;

4.2006 年 4 月至 2008 年 8 月,澳大利亚必和必拓(BHP Billiton), 斑岩铜矿勘查

以及翻译;

5.2000 年 9 月-2003 年 6 月,甘肃敦煌中学, 高中英语教师;

社会兼职

1.2019 年至今,中国地球物理学会,构造物理化学专业委员会副秘书长;

2.2018 年至今,中国地质学会,资源产业经济专业委员会副秘书长;

3.2020 年至今,中国亚洲经济发展协会,矿业专业委员会副秘书长;

4.2016 年至今,中国翻译协会,翻译培训老师;

5.2016 年 6 月至今,中国矿业大学(北京) ,文法学院外语系,翻译硕士专业校外导

师;

6.2020 年 12 月至今,担任西北师范大学外国语学院,中国矿业大学文法学院、长春大 学翻译硕士校外导师;皖西学院外语学院英语教师。

公司介绍

北京阳光创译语言翻译有限公司(Suntrans)成立于 2008 年 2 月。公司总部设立在北京,在美国纽约设有分公司,并在乌干达和巴基斯设有办事处。在董事长吕国博士的带领下,历时15年,阳光创译由最初只有6人的翻译团队发展至今成为拥有50 余名全职管理人员、 1024 名兼职译员和 68 名核心译审人员的专业队伍。

阳光创译是中国领先的专业领域多语服务提供商,是中国专业地质矿业语言服务领军品牌。目前是中国翻译协会成员、中国语言服务产业技术创新联盟成员和中国矿业联合会全球地质信息共享委员会理事会成员。阳光创译致力于为中国地质、矿业以及石油领域企业国际化和本地化提供整体语言解决方案,主要从语言翻译服务、人才培养和咨询服务三方面推进企业的国际化进程。

阳光创译的核心定位已经由最初的“阳光创译=矿业翻译”——中国地质矿业翻译领军品牌逐渐延伸扩展成“阳光创译=中国国际矿业服务大平台”,涵盖矿业翻译、矿业会展、矿业咨询、矿业猎头、“一带一路”矿业商会、矿业媒体等国际矿业服务板。