为研究干冰粉气动破岩的冲击振动危害效应,试验测试了干冰管内气体压力变化和地表的振动速度,用希尔伯特-黄变换方法研究了干冰粉气动破岩振动衰减规律。研究结果表明干冰粉气动破岩最大振动速度在11 m时下降至2.5 cm/s以下,是一种振动很小的新型破岩方式;经测量致裂管内压力峰值达到50.85 MPa,计算能量的TNT当量符合萨道夫斯基公式;使用HHT对干冰粉气动破岩振动信号进行时频分析,能量在频域上主要分布于0~100 Hz,振动持续时间0.3 s。

爆破致裂法效率高、成本低，在采矿、地下工程等岩体开挖中应用广泛，CO2致裂法是一种新式的爆破方法，但是CO2相变膨胀致裂技术通常是利用液态（超临界态）CO2的相变膨胀过程致裂岩体。为了解决高压液态CO2的存储、运输和充装问题，提出一种新型干冰粉气动压裂破岩技术，并开展室内干冰粉气动压裂混凝土实验，研究干冰粉与CO2聚能剂的质量比（m系数）对预制混凝土压裂效果的影响。结果表明，m系数对混凝土试样破裂形式影响明显，m≤6:1时，静态气动压裂效果较差，m介于7:1与8:1之间时的静态气动压裂效果较好。