微波照射下礦物升溫特性與巖石弱化效果研究綜述

趙沁華，趙曉豹*，鄭彥龍，李建春，何 磊，劉漢文，余家旺

1.南京大學地球科學與工程學院，南京210023；

2.東南大學土木工程學院，南京211189

1 引言

目前巖石工程主要采用鉆爆法與機械開挖法兩種方法進行施工（李夕兵，2010；劉柏祿等，2011）。鉆爆法利用炸藥瞬間釋放的巨大能量破碎巖石（體），該方法在大型巖石工程中顯示出無可比擬的優勢，在當前和今后相當長的時間內仍將大量存在。然而，該方法對原巖的擾動大，易造成圍巖破壞及對周邊環境的影響，同時也存在施工精度低、破碎塊度不均勻和圍巖支護困難等缺點。為了克服這些缺點，機械破巖于過去的一個世紀中在采礦選礦、石材加工、隧道掘進和石油鉆進等領域得到了快速發展。根據作業條件的不同，出現了基于切削、沖鑿、碾壓和研磨等不同方式的破巖方法和技術。但機械破巖也有其局限性，以TBM 隧道掘進為例，當其面對強度較大的巖石（特別是單軸抗壓強度在200 MPa 以上）時，機械切削破碎將變得極為困難，不僅破巖效率低下，而且刀具損耗嚴重，最終導致施工成本增加，工期延長甚至停工（表1）。

近年來，許多學者對一些新型破巖或輔助破巖的方法進行了嘗試，如水射流法、微波法、激光法、熱熔法、火花放電法和化學破碎法等（張宗賢，1995；趙秉成等，2010）。其中，以水射流法和微波法的研究應用較為深入，且發展較快；而其它方法由于經濟和實用性等方面的原因，目前的研究相對較少。水射流技術最早應用于采礦業。……