CN109682697A - 一种测定柱状药包在岩石内部爆破作用区域的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定柱状药包在岩石内部爆破作用区域的方法。它包括如下步骤：根据测定柱状药包在岩石内部爆炸前后的如下岩石和炸药的特征数据：炮孔半径、岩石抗压强度、岩石抗拉强度、岩石密度、炸药密度、炸药爆速、纵波波速、岩石泊松比，将上述的特征数据带入式Ⅰ‑1、式Ⅰ‑2、式Ⅰ‑3中，计算即可得到柱状药包在岩石内部爆破作用区域，即扩大腔半径、压碎区域半径和破裂区半径，分别记为r₁，r₂，r₃。本发明通过单个柱状药包在岩石内部作用区域的模型，能得到岩体破坏特征的扩大空腔、压碎区域、破裂区域。

Description

一种测定柱状药包在岩石内部爆破作用区域的方法

技术领域

本发明涉及一种测定柱状药包在岩石内部爆破作用区域的方法，属于安全科学技术领域或冲击动力学领域。

背景技术

目前，在岩土工程爆破中应用比较广泛的装药形式为柱状药包，但学者们多数通过爆轰理论分析用球形药包理论解释柱状药包应力参数计算的问题，而没有根据柱状药包本身的特征进行分析计算。当药包在无限岩石介质中爆炸时，它在岩体中激起的冲击波强度随着传播距离的增加而迅速衰减，因此，它对岩体施加的作用也随之发生变化。如果将爆破后的岩体剖开，药包的内部作用依岩体的破坏特征，大致可分为如图1所示的三个区域：

(1)扩大空腔

这个区域是直接与药包接触的岩石区域，当密闭在装药空间中的药包爆炸时，爆轰压力在数微秒内就迅速上升到几万甚至几十万个大气压，一般可达5000-10000MPa，并在此瞬间急剧冲击药包周围的岩石，在岩石中激发出冲击波，其强度远远超过了最坚硬岩石的动抗压强度。装药空间的岩壁受到强烈压缩而使装药空间扩大，形成扩大空腔。

(2)压碎区

此时空腔岩壁由于压缩而形成一圈破碎带，这个扩大的空腔和破碎带统称为压碎区。对于大多数岩石来说，破碎带的岩石多被压碎成粉末，因此，压碎区又叫粉碎区。由于压碎区的岩石处于三轴受力状态，而在三轴受力状态下岩石的动抗压强度增大，压碎岩石时要消耗大量的爆炸能量，所以压碎区的范围较小，其半径一般不超过药室半径的二倍。

(3)破裂区

当冲击波通过压碎区后，继续向外层岩石中传播。由于炸药包的爆炸能量大部分消耗于岩石的压碎区，同时随着应力波传播范围的不断扩大，使得岩石单位面积摊到的能量密度下降，因此，传播到压碎区外围岩石中的应力波已经低于岩石动抗压强度，而不能再直接引起岩石的压碎破坏。但是，它可使压碎区外层的岩石遭到强烈的径向压缩，使岩石的质点产生径向位移，导致外围岩石层中产生径向扩张和切向拉伸应变。如果这种切向拉伸应变所引起的拉伸应力值高于此处岩石动抗拉强度，那么在外围的岩石层中便会产生径向裂隙。

爆炸压应力波通过压碎区外层岩石时，由于此处的岩石受到强烈的压缩而储蓄了一部分弹性变形能；当压应力波过后，这部分能量就会释放出来引起岩石质点的向心运动而产生切向拉伸应力。如果这个拉伸应力值高于岩石动抗压强度，就会在岩石中产生环状裂隙。

当然，爆轰气体产物的高压同样也会在岩石中引起压应力，但是由于高压气体作用于岩石的时间较长，可将这种加压视为一种静态或准静态的加载过程。这种准静态加载过程，同样也能使破裂区岩石产生径向裂隙和环状裂隙。因此，裂隙区的岩石在爆轰波和爆轰气体共同作用下，就形成相互交错的径向裂隙和环状裂隙，将此区域内的岩石分割成大大小小的碎块。我们把产生了径向裂隙和环状裂隙的区域叫做破裂区(4)震动区

在破裂区外围的岩体中，炸药包爆炸能量经过压碎区和破裂区的消耗和衰减，剩余的能量不能再造成破裂区域外围岩体的破坏，而只能引起它的质点产生弹性震动，直到该部分能量全部被岩体所吸收为止，因此，把这个区域叫做震动区。

柱状药包在岩石介质内部破坏区域的研究可以为岩石破碎机理分析奠定理论基础，同时在实际工程应用中，对炸药单耗量的确定也起到了至关重要的作用，从而达到安全、高效的爆破目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种测定柱状药包在岩石内部爆破作用区域的方法，本发明通过单个柱状药包在岩石内部作用区域的模型，能得到岩体破坏特征的扩大空腔、压碎区域、破裂区域，为工程实际应用提供必要的数据支撑。

本发明提供的一种测定柱状药包在岩石内部爆破作用区域的方法，包括如下步骤：

根据测定柱状药包在岩石内部爆炸前后的如下岩石和炸药的特征数据：炮孔半径、岩石抗压强度、岩石抗拉强度、岩石密度、炸药密度、炸药爆速、纵波波速、岩石泊松比，将上述的特征数据带入式Ⅰ-1、式Ⅰ-2、式Ⅰ-3中，计算即可得到柱状药包在岩石内部爆破作用区域，即扩大腔半径、压碎区域半径和破裂区半径，分别记为r₁，r₂，r₃；

式Ⅰ-1、式Ⅰ-2、式Ⅰ-3中，r₀表示炮孔半径，单位mm；σ_抗压表示岩石抗压强度，P_a；σ_抗拉表示岩石抗拉强度，P_a；a、b表示实验常数；ρ₀表示岩石密度，kg/m³；ρ_max表示孔壁波阵面后初始压缩密度，由动力学参数实验测定；ρ_c表示炸药密度，kg/m³；D_c表示炸药爆速，m/s；c_p表示纵波波速，m/s；λ表示岩石泊松比；

其中，η_炸药＝ρ_cD_c，η_岩石＝ρ₀c_p；

其中，ε_l表示纵向应变值；ε_d表示横向应变值。

本发明中，ε_l表示纵向应变值；ε_d表示横向应变值，均由岩石静力学参数实验测得。

本发明中，所述a和b为实验常数，指的是与岩性有关的实验参数，通过如下查阅岩性的数值：戴俊，岩石动力学特性与爆破理论，冶金工业出版社，2002。

上述的方法中，所述r₀为35～45mm。

本发明具有以下优点：

本发明以经典爆轰理论为基础，将线密度概念引入柱状药包爆破后岩石破裂区域的理论计算模型中，得到精确的解析，得到便于实际应用的模型，为工程实际应用提供数据支撑，以便于工程的进行，只需要在实验室进行炸药和岩石相关特征参数的测定，带入本发明专利模型中，即可得到柱状药包在岩石介质内部爆炸的破坏作用区域，既为岩石破碎机理的研究奠定了理论基础，同时也为实际爆破工程提供更准确的数据支持，以保证爆破工程安全、高效地进行。

附图说明

图1为球形药包在岩体内的爆破作用依岩体的破坏特征划分的区域。

图1中各个标记如下：

1扩大空腔；2压碎区；3破裂区；4震动区。

图2为SHPB实验装置原理示意图。

图3为应变测试原理图。

图4为试件实物图。

图5为岩石试样在不同高速撞击下的入射波、反射波和透射波，其中图5(a)-(n)中分别为编号为CC-01至CC-07、WY-01至WY-09样品，其测定波速分别为18.12m/s、13.26m/s、6.02m/s、8.16m/s、8.32m/s、7.12m/s、9.56m/s、8.34m/s、6.98m/s、9.65m/s、9.56m/s、8.34m/s、6.98m/s、9.65m/s。

图6(a)-(n)为岩石试样在不同撞击速度下的应力应变曲线。

图7为抗拉试件加载与破坏，其中图7(a)-(d)分别为加工好的岩样、试样加压、试件夹具和破裂岩块。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、测定柱状药包在岩石内部爆破作用区域的方法

一、测定柱状药包在岩石内部爆破作用区域的计算模型的获得

1、岩石破碎受力分析

柱状药包在岩石内部爆炸后，国内外很多学者对岩石的破碎机理做了大量的研究工作，目前比较流行的说法是岩石受到冲击波和爆轰气体膨胀压力的共同作用导致破碎的。岩石最终的破碎效果与爆炸产生的能量和岩石本身的力学性能相关。一般认为在岩石中先产生冲击波而后衰减成应力波，在初始阶段冲击波的压力远远大于岩石动态抗压强度，因此柱状药包周围的岩石形成压碎区域，该区域中岩石不存在剪切或者拉断的破坏模式。冲击波的能量在岩石压碎区域快速衰减，最终转化成应力波在岩石内部传播。压碎区域的冲击波衰减模型可近似认为：

上式中：

r、r₀分别为传播距离和炮孔半径；

P₀为炮孔初始压力；

n为压力衰减指数。

上式(3)中：

ρ₀c_p为岩石波阻抗；

ρ_cD_c为炸药波阻抗；

p_e为炸药爆轰压力/Pa；

ρ_c为炸药密度(kg/m³)；

D_c为炸药爆速(m/s)；

c_p为纵波传播速度(m/s)。

(1)-(3)式可得：

从(4)式可以看出，在岩石压碎区域相同位置处冲击波压力与岩石波阻抗呈现正比关系，即岩石越坚硬，爆炸能量损失越小。也可以理解为岩石越坚硬，炸药单耗越少，这一结论与长期工程实践中的相关规定不符。原因如下：

当冲击波能量迅速衰减，最终变成应力波时，岩体中某一点的应力为：

上式(5)中：

σ_r为径向最大压应力/Pa；

σ_θ为切向最大拉应力/Pa；

τ为最大剪应力/Pa；

为横纵波波速比。

岩石发生破坏现象应满足条件：

而对于柱状药包，以单位长度为研究对象，炸药单耗为：

q＝πr₀ ²ρ_c (7)

(6)(7)两式联立可得：

从上式(8)可以看出，炸药单耗和岩石抗拉强度与剪切强度成正比关系，而在工程实践中，要求炸药单耗与岩石坚硬程度成正比，不是因为坚硬岩石的抗压强度大，而是它们的抗拉强度比软岩石大得多的原因。

2、扩大空腔半径

目前，在岩土工程爆破中应用比较广泛的装药形式为柱状药包，通过爆轰理论分析可知，不能用球形药包理论解释柱状药包应力参数计算的问题，必须根据柱状药包本身的特征进行分析计算。在炸药爆破作用下，岩石中形成冲击波，而后衰减成应力波，因此可以根据冲击波力学模型来讨论岩石内柱状药包爆破冲击波作用区域的理论模型。

这里研究的是单个柱状药包在岩石内部作用区域的模型，岩体破坏特征可分为四个区域：扩大空腔、压碎区域、破裂区域和震动区域。

柱状药包在岩石内部爆炸时，爆轰波压力在几十个微秒之内迅速达到几十万个大气压，并在瞬间急剧冲击周围的岩石介质，在冲击波作用下，岩石被强烈压缩，此时冲击波的强度远远超过了最坚硬岩石的动抗压强度，岩石质点发生径向位移，炮孔直径增大，形成扩大空腔。

假设岩石可压缩比为X，则：

根据鲍姆状态方程，可得到下式：

p_r＝N(Xⁿ-1) (10)

上式中：

P_r为冲击波峰值；

n为常数，对于爆炸产生的冲击波通常4；

N为熵的变量，对于冲击波，由于波速很高，通常认为N为常数，由下式

决定：

上式中：

ρ₀、c_p分别为岩石密度和纵波传播速度；

ρ为岩石受压缩后的密度。

而冲击波峰值随传播距离的衰减规律为：

上式中：

r、r₀分别为传播距离和炮孔半径；

P₀为炮孔初始压力。

由(9)-(13)式可得岩石的压缩比为：

定义r₀为炮孔半径，r₁为扩大空腔半径，r₂为压碎区域半径，r₃为破裂区半径，r₄为震动区域半径。

本发明模型建立过程中引入线密度概念，只研究单位长度上的破坏范围，即只研究平面问题。则炮孔单位长度上r₀-r₂区域内爆炸前后岩石质量可以表示为：

在冲击波作用下，虽然岩石质点发生位移，炮孔直径增大，但在此过程中，炮孔单位长度冲击波作用区域的岩石必然遵守质量守恒定律，用下式表示：

将(14)式代入(15)式，得：

式(16)即可表示岩石材料在冲击波作用下炮孔单位长度上的扩腔模型。

另外还定义：

以平均密度代替ρ，假设孔壁波阵面后初始压缩密度为ρ_max，在冲击波作用区域外岩石密度仍为ρ₀，则(15)(17)两式可以联立表示为：

(r₂ ²-r₁ ²)(ρ₀+ρ_max)＝2ρ₀(r₂ ²-r₀ ²) (18)

(18)式简化后得扩大空腔的理论计算结果：

3、压碎区域半径

在冲击波的强烈压缩下，由于冲击波的强度远远超过了最坚硬岩石的动抗压强度，压碎区域的岩石极度粉碎，该区域内可以假设在爆炸载荷作用下的岩石介质为不可压缩的理想流体，采用前苏联学者I.B.Neiman提出的理想流体介质模型，对于柱状药包，冲击波波阵面后的连续方程为：

上式中：

u为冲击波波阵面后岩石的质点移动速度；

ρ为冲击波波阵面后岩石质点密度。

冲击波在传播过程中，其波阵面后岩石介质密度变化很小，有文献可查，变化量一般不超过10％，而压缩区域一般是炮孔直径的几倍，因此，此处将冲击波波阵面后岩石按照等密度考虑，则(20)式简化为：

对方程(21)求解可得：

上式中：

C为常数。

在孔壁处，则应有如下边界条件：

u₀r₀＝C (23)

上式中：

u₀为孔壁岩石质点的初始移动速度。

(23)式变为：

爆轰理论可知，在冲击波作用范围内，冲击波波速D与u二者成线性关系：

D＝a+bu (25)

上式中：

a和b为与岩石性质有关的常数。

当冲击波传播到压碎区域边缘时冲击波衰减为应力波，用c_p表示，压碎区域边缘的岩石质点运动速度为：

(24)(26)两式联立可得到压碎圈半径为：

在(27)式中，a、b、c_p和r₀均为常数，因此只需求得u₀，即可求得压碎区域半径。

冲击波在连续介质中传播时，波阵面上运动参数必然满足质量守恒条件和动量守恒条件。再由应力波的理论可知，材料有唯一的动态应力应变关系，即应力是应变的单值连续函数，根据能量守恒定律，则可以得到方程组：

上式中：

e为单位质量消耗的能量。

在孔壁处，冲击波各状态参数满足下式：

上式中：

D₀为冲击波波速。

炮孔初始压力在耦合装药条件下可按下式计算：

上式中：

ρ_c为炸药密度；

Dc为炸药爆速。

式(30)的推导过程：

式(3)给出了炮孔孔壁处初始冲击压力的计算表达式由凝聚态炸药爆轰参数计算公式可知其中γ为凝聚态炸药爆轰产物中简化状态方程幂指数，多数文献中取γ＝3。带入可得式(30)。

由(28)、(29)、(30)三式可得方程：

解此一元二次方程(31)式可求得：

其中η_炸药＝ρ_cD_c，η_岩石＝ρ₀c_p。

(32)式中的u₀₂无物理意义，将u₀₁代入(27)式，可得到压碎区域半径理论计算模型：

在压碎区域界面上，冲击波传播速度衰减为D₂＝c_p，此时应有p₂＞σ_抗压，因此在压碎区域外仍有部分岩石的破坏模式由压力所引起的。压碎区域界面的判据为：冲击波传播速度衰减为纵波波速。

4、破裂区半径

冲击波能量在压碎区域迅速消耗，在压碎区域外冲击波衰减为应力波。应力波在岩石内传播，同样造成岩石径向受压，切向受拉的状态。虽然该区域应力波的峰值远远低于压碎区域冲击波的峰值，但在一定范围内仍然超过岩石的抗压强度，造成岩石破坏。因此破裂区域有部分岩石的破坏是应力波的压力所致，但是这种情况又区别于压碎区域冲击波压缩作用所导致的破坏。计算模型如下：

应力波峰值随着传播距离的衰减关系可以表示为：

上式中：

P_r为压碎区域界面上应力波压力峰值/P_a；

为比例距离，r₂为式(33)求得的压碎区域半径，r₃₁为破裂区域内由应力波的径向压力造成破坏的半径；

n为应力波衰减指数，λ为岩石泊松比。

冲击波衰减指数而应力波衰减指数

式(26)和(28)联立求解可得：

式(35)推导如下：

冲击波波速与质点运动速度关系满足D＝a+bu，在压碎区域界面上，即破坏范围r₂时，冲击波波速衰减为纵波波速，则c_p＝a+bu₂，p_r＝ρ₀c_pu₂。

式(34)和(35)联立求解可得：

此处以岩石的抗压强度取代应力波值，并联立式(33)和(36)，可得：

在r₃₁界面上，应力波由r₂界面上的p₂衰减为σ_抗压即为r₃₁界面判据。

在破裂区域内岩石的破坏形式除了应力波的压力所致外，切向拉力造成的径向裂隙也是岩石破坏的主要形式，定义该种破坏形式下半径区域为r₃₂，其计算方法如下：

在应力波作用区域内，岩石中柱状应力波的径向应力与切向应力满足因此切向拉应力随着传播距离的衰减关系可以表示为：

式(38)中P_r＝σ_抗压，

联立式(33)和(38)，可得：

此处以岩石的抗拉强度取代切向拉应力，并联立式(33)和(39)，可得：

在r₃₂界面上，应力波由r₃₁界面上的σ_抗压衰减为σ_抗拉即为r₃₂界面判据。

综上，得到柱状药包在岩石内部爆破作用区域，即扩大腔半径、压碎区域半径和破裂区半径，分别记为r₁，r₂，r₃，其计算模型公式如下式(42)所示：

(42)中，r₀表示炮孔半径，单位mm；σ_抗压表示岩石抗压强度，P_a；σ_抗拉岩石抗拉强度，P_a；a、b表示与岩性有关的实验参数；ρ₀表示岩石密度，kg/m³；ρ_max表示孔壁波阵面后初始压缩密度，由动力学参数实验测定；ρ_c表示炸药密度，kg/m³；D_c表示炸药爆速，m/s；c_p表示纵波波速，m/s；λ表示岩石泊松比；

其中，η_炸药＝ρ_cD_c，η_岩石＝ρ₀c_p；

其中，ε_l表示纵向应变值；ε_d表示横向应变值，均由岩石静力学参数实验测得。

二、测定柱状药包在岩石内部爆炸前后的如下岩石和炸药的特征数据

5、需要测试的参数

表1本发明理论模型中需要实验测得的参数

综上，(1)本发明将线密度概念引入柱状药包爆破后岩石破坏范围的理论计算模型中，用表1中9个岩石和炸药参数来表征单位长度上柱状药包半径与压碎区域半径和破裂区域半径的线性关系；

(2)对破坏区域内岩石的破坏模式进行分析，其中在压碎区域岩石的破坏模式为冲击压缩，不存在剪切或拉断等破坏模式，而在破裂区域存在两种破坏模式，即应力波的径向压缩和切向拉伸；

(3)压碎区域界面的判据为冲击波传播速度衰减为岩石纵波波速，破裂区域内两个界面的判据分别为应力波衰减为岩石的抗压强度和抗拉强度；

(4)根据计算公式(42)可以得到柱状药包在岩石内部爆破作用区域，即扩大腔半径、压碎区域半径和破裂区半径。

6、根据

表1中参数计算方法如下：

(1)岩石抗压强度σ_抗压：

岩石抗压强度参数测定实验是在直径74mm的霍普金森压杆实验装置(SHPB)上进行的，装置原理图如图2所示：

实验装置主要由动力系统、压力杆、支撑系统和测试系统等组成。其中测试系统主要实现对撞击杆的速度、输入和输出杆的应变进行测量和信号处理等功能。

1)撞击杆速度的测量：采用光电法，利用计时器精确测量撞击杆飞行过程中两束激光的时间间隔，根据光源距离来确定撞击杆的飞行速度。该速度可以由调节气室压力来控制。

2)应变测量：在SHPB实验装置的输入杆和输出杆的指定位置粘贴应变片，在应力波传播的瞬间，应变量转化为电阻值的变化量，该电阻值被超动态应变仪转化为放大的电压信号，再将该电压信号传输到分析系统，分析系统会将电信号转化为二进制数字信号传输给计算机，最终计算机经过处理后得到应变波形，应变测试原理图如图3所示：

为了实验的需要，本次实验采用两种岩石进行了动态冲击实验，每种岩石加工试件16发，共32个实验试样，试件实物图如图4所示：

清洁岩石试样表面，要求试样端面必须平整，然后测量尺寸，包括直径和厚度，采用游标卡尺进行测量，对于试样直径，选择三处横截面位置各测量两次，算出平均值，取最小直径作为实验尺寸；对于厚度，采用四个位置测量，算出平均值，表2给出了岩石试样的原始尺寸。

表2岩石试样原始尺寸表

试样	直径	厚度	试样	直径	厚度
						WY01	73.56	43.78	CC01	73.65	43.28
WY02	73.26	44.14	CC02	73.54	43.61
						WY03	73.64	43.56	CC03	73.69	43.78
WY04	73.62	43.77	CC04	73.45	43.12
						WY05	73.53	43.26	CC05	73.36	43.62
WY06	73.16	43.29	CC06	73.68	43.67
						WY07	73.74	43.87	CC07	73.78	44.06
WY08	73.65	44.17	CC08	73.89	43.92
						WY09	73.56	43.74	CC09	73.55	43.21
WY10	73.84	43.49	CC10	73.62	43.15
						WY11	73.75	43.15	CC11	73.46	43.67
WY12	73.45	43.68	CC12	73.56	42.96
						WY13	73.48	42.98	CC13	73.36	43.61
WY14	73.64	43.56	CC14	73.52	43.78
						WY15	73.68	43.67	CC15	73.48	43.25
WY16	73.56	43.77	CC16	73.67	43.68

(a)实测信号

将上述加工的32发两种不同的岩石试样分别在不同撞击杆驱动压力下，即几种不同加载速度下进行了SHPB冲击实验，记录了几组典型的入射波、反射波和透射波信号，结果如图5所示。

(b)应力应变曲线

如图6所示，给出了部分试样在不同撞击速度下的应力应变曲线。

(c)测试结果

表3岩石试样抗压强度实验结果

(2)岩石抗拉强度σ_抗拉：

如图7所示，岩石抗拉参数测定时，将加工好的圆柱形试样放在压力机上进行压裂试验，通过岩石试样直径的两端，沿轴线方向画两条互相平行的线作为加载基线，把试样放入夹具内，夹具上下刀刃对准加载基线，放入试验机的上下承压板之间，使试样的中心线和试验机的中心线在一条直线上，试样受到集中荷载的作用，试件加载直至破坏，抗拉强度计算公式：

σ_抗拉：岩石抗拉强度/MPa；

P：岩石试样断裂时的最大载荷/KN；

D：岩石试样的直径/mm；

T：岩石试样的高度/mm。

试验岩样参数及计算结果表4、5所示。

表4第一批岩石抗拉强度测定主要试验结果

表5第二批岩石抗拉强度测定主要试验结果

(3)岩石密度ρ₀：

岩石的密度是计算波阻抗的重要参数，通过采样测量，分别测得两批岩样的密度，具体参数及结果如表6、7所示：

表6第一批岩样密度

表7第二批岩样密度

(4)泊松比λ：

将加工好的岩石试件放在压力试验机上，按规定的加载速度加载，岩石试样在载荷作用下，会发生变形。随着载荷的不断增加，岩石试样变形逐渐增大，最终导致岩石破坏。

最终结果按下列公式求得：

σ：应力；

P为与应变相对应的载荷；

A为岩石试样初始面积。

体积应变及泊松比按照下式计算：

ε_V＝ε_l-2ε_d (45)

λ：泊松比；

ε_v：体积应变值；

ε_l：纵向应变值；

ε_d：横向应变值。

实验参数及结果如表8、9所示：

表8第一批岩样岩石力学及变形参数试验结果

表9第二批岩样岩石力学及变形参数试验结果

将上述测定的柱状药包在岩石内部爆炸前后的如下岩石和炸药的特征数据：带入式(42)中，计算即得到压碎区域半径和破裂区半径，其结果如表10所示。

表10两批试样计算结果对比表

Claims (2)

1.一种测定柱状药包在岩石内部爆破作用区域的方法，包括如下步骤：

根据测定柱状药包在岩石内部爆炸前后的如下岩石和炸药的特征数据：炮孔半径、岩石抗压强度、岩石抗拉强度、岩石密度、炸药密度、炸药爆速、纵波波速、岩石泊松比，将上述的特征数据带入式Ⅰ-1、式Ⅰ-2、式Ⅰ-3中，计算即可得到柱状药包在岩石内部爆破作用区域，即扩大腔半径、压碎区域半径和破裂区半径，分别记为r₁，r₂，r₃；

式Ⅰ-1、式Ⅰ-2、式Ⅰ-3中，r₀表示炮孔半径，单位mm；σ_抗压表示岩石抗压强度，P_a；σ_抗拉岩石抗拉强度，P_a；a、b表示实验常数；ρ₀表示岩石密度，kg/m³；ρ_max表示孔壁波阵面后初始压缩密度，由动力学参数实验测定；ρ_c表示炸药密度，kg/m³；D_c表示炸药爆速，m/s；c_p表示纵波波速，m/s；λ表示岩石泊松比；

其中，η_炸药＝ρ_cD_c，η_岩石＝ρ₀c_p；

其中，ε_l表示纵向应变值；ε_d表示横向应变值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述r₀为35～45mm。