1.2 斷裂理論階段

有代表性的爆破模型主要有BCM模型[9][10]和NAG-FRAG模型[11]。NAG-FRAG模型（Stuar Mchugh,1983）以應(yīng)力波使巖石中原有裂紋激活而形成裂縫為主，同時(shí)也考慮了爆生氣體壓力引起的裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。該模型認(rèn)為爆炸作用下巖石破壞范圍及破壞程度取決于受應(yīng)力波作用激活的裂紋數(shù)量和裂紋的擴(kuò)展速度。該模型還涉及到裂紋相互作用引起的應(yīng)力降低和層裂作用形成的破碎塊度估算等內(nèi)容。BCM模型也稱層狀裂縫巖石爆破模型，是美國能源部組織研究的用于二維有限差分應(yīng)力波計(jì)算程序SHALE中的巖石爆破模型[10]。該模型以Griffith裂縫傳播理論為基礎(chǔ)，認(rèn)為巖石中存在的微缺陷可看作是均勻分布的扁平狀裂隙，這些裂隙的穩(wěn)定性可用能量平衡理論判斷。如果巖石釋放的應(yīng)變能超過建立新表面所需的能量，則裂紋擴(kuò)展。當(dāng)垂直于裂紋表面的法向力為壓應(yīng)力時(shí)，裂縫閉合，并用有效彈性模量表示巖石中大量存在的裂縫對(duì)應(yīng)力波傳播的影響。

其后，澳大利亞的R.Danell等人對(duì)BCM模型進(jìn)行了如下修改：把斷裂韌性引入沖擊波拉剪作用下的裂紋尺寸公式，采用Grady的研究成果近似地預(yù)報(bào)塊度[12]。該模型在DYNA2D有限元程序上實(shí)現(xiàn)了爆破參數(shù)優(yōu)化和塊度預(yù)報(bào)功能，但爆破漏斗輪廓與實(shí)際出入較大。斷裂力學(xué)理論構(gòu)造爆破模型存在弱點(diǎn)，要全面顧及巖石中存在的大量的隨機(jī)分布的微型微裂紋及其對(duì)爆破作用的影響，相比之下?lián)p傷力學(xué)理論顯示出更大的優(yōu)越性。