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）以應力波使巖石中原有裂紋激活而形成裂縫為主，同時也考慮了爆生氣體壓力引起的裂縫進一步擴展。該模型認為爆炸作用下巖石破壞范圍及破壞程度取決于受應力波作用激活的裂紋數量和裂紋的擴展速度。該模型還涉及到裂紋相互作用引起的應力降低和層裂作用形成的破碎塊度估算等內容。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力波計算程序SHALE中的巖石爆破模型[10]。該模型以Griffith裂縫傳播理論為基礎，認為巖石中存在的微缺陷可看作是均勻分布的扁平狀裂隙，這些裂隙的穩定性可用能量平衡理論判斷。如果巖石釋放的應變能超過建立新表面所需的能量，則裂紋擴展。當垂直于裂紋表面的法向力為壓應力時，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應力波傳播的影響。

其后，澳大利亞的R.Danell等人對BCM模型進行了如下修改：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報塊度[12]。該模型在DYNA2D有限元程序上實現了爆破參數優化和塊度預報功能，但爆破漏斗輪廓與實際出入較大。斷裂力學理論構造爆破模型存在弱點，要全面顧及巖石中存在的大量的隨機分布的微型微裂紋及其對爆破作用的影響，相比之下損傷力學理論顯示出更大的優越性。