炸藥作為一種特殊的能源，在鐵路、公路、水利水電、礦業(yè)、石油、農(nóng)業(yè)、金屬加工等民用領(lǐng)域和國防建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。

第一章炸藥與爆炸的基本理論美國某體育館爆破拆除

研究炸藥的爆轟理論；熟悉炸藥的物理、化學(xué)性質(zhì)；了解炸藥化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律；掌握炸藥的爆炸性能和爆炸作用特征。對于安全、正確地使用炸藥，有效地提高炸藥能量利用率有著重要意義。炸藥和爆炸的基本概念；炸藥的熱化學(xué)參數(shù)；沖擊波與爆轟波的基本知識；炸藥的感度和起爆；炸藥的性能參數(shù)；溝槽效應(yīng)和聚能效應(yīng)等內(nèi)容。本章內(nèi)容第一節(jié)炸藥和爆炸一、爆炸現(xiàn)象廣義地講，爆炸（explosion）是物質(zhì)急劇的能量釋放過程，能量在瞬間急劇釋放或轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象都可以稱為爆炸。特點(diǎn)：大量能量在有限的體積內(nèi)突然釋放或急劇轉(zhuǎn)化。外部特征：由于介質(zhì)受震動，伴有聲、光、熱等效應(yīng)。錄像資料由廣州宏大爆破公司提供點(diǎn)擊屏幕停止播放或開始播放各種爆破集錦根據(jù)爆炸變化過程的不同，可將其分為三類。

物理爆炸:由物理變化引起的爆炸，如鍋爐等高壓容器的爆炸，物質(zhì)成分不變。

化學(xué)爆炸:由化學(xué)變化引起的爆炸稱為化學(xué)爆炸，如瓦斯或煤塵的爆炸、炸藥的爆炸,分子組成變化。

核爆炸:由核裂變或核聚變引起的爆炸，原子結(jié)構(gòu)變化。

炸藥化學(xué)變化的形式爆炸并不是炸藥唯一的變化形式。由于反應(yīng)方式和引起化學(xué)變化的環(huán)境條件不同，一種炸藥可能有三種不同形式的化學(xué)變化：緩慢分解、燃燒和爆炸。

緩慢分解（slowdecomposition）是一種緩慢的化學(xué)變化。其特點(diǎn)是化學(xué)變化在整個炸藥中展開，反應(yīng)速度與環(huán)境溫度有關(guān)，炸藥的緩慢分解速度隨著溫度的增加而呈指數(shù)地增加。當(dāng)通風(fēng)散熱條件不好時，分解熱不易散失，很容易使炸藥溫度自動升高，進(jìn)而促成炸藥自動催化反應(yīng)而導(dǎo)致炸藥的燃燒或爆炸事故。

燃燒(combustion)是伴隨有發(fā)光、發(fā)熱的一種劇烈氧化反應(yīng)。與其它可燃物一樣，炸藥在一定的條件下也會燃燒，不同的是炸藥的燃燒不需要外界提供氧，也就是說，炸藥可以在無氧環(huán)境中正常燃燒。與緩慢分解不同，炸藥的燃燒過程只是在炸藥的局部區(qū)域（即反應(yīng)區(qū)）內(nèi)進(jìn)行并在炸藥內(nèi)一層層地傳播。反應(yīng)區(qū)的傳播速度稱為燃燒線速度，通常稱為燃燒速度。炸藥的快速燃燒（每秒數(shù)百米）又稱爆燃（deflagration）。

炸藥在燃燒過程中，若燃燒速度保持定值，不發(fā)生波動，就稱為穩(wěn)定燃燒，否則稱為不穩(wěn)定燃燒。

不穩(wěn)定燃燒一般是由于燃燒過程中的熱量傳導(dǎo)或散失不平衡所致。不穩(wěn)定燃燒可導(dǎo)致燃燒的熄滅、震蕩或轉(zhuǎn)變?yōu)楸ā?/p>

爆炸炸藥的爆炸過程與燃燒過程類似，化學(xué)反應(yīng)也只是在反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行并在炸藥內(nèi)按一定速度一層層地自行傳播。反應(yīng)區(qū)的傳播速度稱為爆速。在炸藥的爆炸過程中，若爆速保持定值，就稱為穩(wěn)定爆炸，否則稱為不穩(wěn)定爆炸。穩(wěn)定爆炸又稱為爆轟（detonation）。

燃燒和爆炸也是兩種性質(zhì)不同的化學(xué)變化過程。

燃燒是通過熱傳導(dǎo)、熱輻射及燃燒氣體產(chǎn)物來傳遞能量和激起化學(xué)反應(yīng)的，受環(huán)境條件的影響較大，而爆炸則是借助于沖擊波對炸藥一層層的強(qiáng)烈沖擊壓縮作用來傳遞能量和激起化學(xué)反應(yīng)的，基本上不受環(huán)境條件的影響；

爆炸反應(yīng)比燃燒反應(yīng)更為激烈，放出的熱量和形成的溫度也高；燃燒速度是亞音速的，爆炸速度則是超音速的。另外，還有爆燃，它是于燃燒和爆炸之間，屬不穩(wěn)定階段。炸藥爆炸的三要素炸藥爆炸必須具備以下三個基本條件，即放出熱量、生成氣態(tài)產(chǎn)物和反應(yīng)的高速度。這是構(gòu)成爆炸的必要條件，缺一不可，故稱為爆炸反應(yīng)的三要素.

1.放出熱量放出熱量是爆炸得以進(jìn)行的首位必要條件。是使反應(yīng)獨(dú)立地、高速地進(jìn)行的必須能源。下面以硝酸銨的不同化學(xué)反應(yīng)為例：

常溫下分解：

NH4NO3—NH3+HNO3－170.7kJ

加熱至200℃左右：

NH4NO3—0.5N2+NO+2H2O+36.1kJ

或NH4NO3—→N2O+2H2O+52.4kJ

起爆藥柱引爆：

NH4NO3—N2+2H2O+0.5O2+126.4kJ

常溫下，硝酸銨的分解是一個吸熱反應(yīng)，不能發(fā)生爆炸；但加熱到200℃左右時，分解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，如果放出的熱量不能及時散失，炸藥溫度就會不斷升高，促使反應(yīng)速度不斷加快和放出更多的熱量，最終就會引起炸藥的燃燒和爆炸；如果用起爆藥柱（primercartridge）引爆時，硝酸銨發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，即刻爆炸。可見，只有放熱反應(yīng)才可能具有爆炸性。

2.生成氣體產(chǎn)物炸藥爆炸放出的熱量必須借助氣體介質(zhì)才能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功。因此，生成氣體產(chǎn)物是炸藥作功不可缺少的條件。如果物質(zhì)的反應(yīng)熱很大，但沒有氣體產(chǎn)物形成，就不會具有爆炸性。

例如鋁熱劑反應(yīng)：

3Al＋Fe2O3——Al2O3＋2Fe＋841KJ

此反應(yīng)的速度很快，反應(yīng)的熱效應(yīng)可以使產(chǎn)物溫度升到3000℃，使其呈熔融狀態(tài)，但因?yàn)闆]有氣態(tài)產(chǎn)物生成，而不發(fā)生爆炸。只是高溫產(chǎn)物逐漸地將熱量傳導(dǎo)到周圍介質(zhì)中去，慢慢冷卻凝固。炸藥爆炸放出的熱量不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，但生成氣體數(shù)量越多，熱量利用率也越高。

3.反應(yīng)的高速度

反應(yīng)的高速度是爆炸過程區(qū)別于一般化學(xué)反應(yīng)過程的重要標(biāo)志。化學(xué)反應(yīng)具備了放熱性并不一定能夠發(fā)生爆炸，例如1kg煤完全燃燒時放出的熱量為8912kJ，但因燃燒速度太低而不可能形成爆炸。1kg梯恩梯炸藥爆炸時放出的熱量雖然只有4226kJ，但其爆炸反應(yīng)的時間只需十幾到幾十ms，因而形成爆炸反應(yīng)。

由于爆炸反應(yīng)的速度極高，反應(yīng)結(jié)束瞬間，其能量幾乎全部聚集在炸藥爆炸前所占據(jù)的體積內(nèi)，因而能夠達(dá)到很高的能量密度。炸藥發(fā)生爆炸變化所達(dá)到的能量密度比一般燃料燃燒時達(dá)到的能量密度要高數(shù)百至數(shù)千倍。正是由于這個原因，爆炸過程才具有巨大的作功能力和強(qiáng)烈的破壞效應(yīng)。

理論分析

可見，放出熱量，生成氣體產(chǎn)物和反應(yīng)的高速度是形成爆炸反應(yīng)的三個充要條件。這里可以給出炸藥爆炸的定義：炸藥爆炸是一種高速進(jìn)行的，能自動傳播的化學(xué)反應(yīng)，在此反應(yīng)過程中放出大量的熱，并生成大量的氣態(tài)產(chǎn)物。四、炸藥的分類炸藥的品種繁多，它們的組成、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和爆炸性能各不相同。根據(jù)炸藥的一些特點(diǎn)，對進(jìn)行歸納分類，對于更好地研究和使用炸藥是十分必要的。

常見的炸藥的分類方法有以下幾種：按炸藥組成分類：根據(jù)組成成分的不同，常把炸藥分為單質(zhì)炸藥和混合炸藥兩大類。

1.單質(zhì)炸藥（explosivecompound）是指由單一化合物組成的炸藥，又稱單體炸藥或化合炸藥。如梯恩梯[三硝基甲苯（2,4,6-Trinitrotoluene），符號TNT]、黑索金（Hexogen,符號RDX）、太安（Pentaerythritol

tetran-itrate，符號PETN）等。在民用爆破器材中，單質(zhì)炸藥大多用作混合炸藥的組分或火工品裝藥（例如雷管、導(dǎo)爆索等），很少單獨(dú)用來進(jìn)行爆破作業(yè)。

2.混合炸藥（compositeexplosive）是指由兩種或兩種以上的物質(zhì)組成的炸藥。如黑火藥（blackpowder）、銨梯炸藥（ammonite）、水膠炸藥（watergel-explosive）和乳化炸藥（emulsion）等?；旌险ㄋ幵谡ㄋ庮I(lǐng)域中占有極重要的地位。

作用特性和用途分類：根據(jù)炸藥作用特性和用途的不同，可分為起爆藥、猛炸藥、火藥和煙火劑四大類。

1.起爆藥（primaryexplosive）是指在較弱的初始沖能作用下即能發(fā)生爆炸，且爆炸速度變化大，易于由燃燒轉(zhuǎn)爆轟的炸藥。

常見的起爆藥有二硝基重氮酚(Diazodinitrophenol，符號DDNP）、D·S共沉淀起爆藥、K·D復(fù)鹽起爆藥、疊氮化鉛（leadazide，符號LA）等。起爆藥主要用于引發(fā)其它炸藥發(fā)生爆炸反應(yīng)，常用于各種雷管、火帽的初級裝藥，因此又稱為始發(fā)炸藥或第一炸藥。

2.猛炸藥（highexplosive）是指那些利用爆轟所釋放的能量對介質(zhì)作功的炸藥。猛炸藥因其對周圍介質(zhì)有猛烈的破壞作用而得名。這類炸藥對熱和沖擊的感度較低，通常需要用雷管激發(fā)起爆，因此又稱為次發(fā)炸藥或第二炸藥。

常見的猛炸藥有：梯恩梯、黑索金、太安、特屈兒（Tetryl）、奧克托今（Octogen,符號HMX）以及各類混合炸藥。無論軍用還是民用，大量使用的仍是由混合炸藥組成的猛炸藥。不同的是民用混合炸藥以廉價(jià)的硝酸銨為主要成分，而軍用混合炸藥則很少使用硝酸銨，只是在特定條件下將其當(dāng)作一種代用品。

3.火藥（powder）火藥化學(xué)變化的主要形式是燃燒，它可以在無氧環(huán)境中，穩(wěn)定而有規(guī)律地燃燒，放出大量的氣體和熱能，對外做拋射功或推射功，因此又稱為發(fā)射藥或固體推進(jìn)劑。其主要代表有：黑火藥、單基火藥、雙基火藥、高分子復(fù)合火藥等。其中民用爆破器材中大量使用的是黑火藥，主要用于制作導(dǎo)火索；單基火藥、雙基火藥和高分子復(fù)合火藥則主要用作發(fā)射彈藥的能源，如火炮的發(fā)射藥、火箭發(fā)動機(jī)的推進(jìn)劑等。

4.煙火劑（pyrotechniccomposition）是由氧化劑和可燃劑為主體制成的，在燃燒時能產(chǎn)生聲、光、熱、煙等特定效應(yīng)的炸藥。煙火劑包括照明劑、燃燒劑、煙幕劑、信號劑和曳光彈等，通常用于裝填特種彈藥或煙火材料，產(chǎn)生特定的煙火效應(yīng)。

起爆藥、猛炸藥、火藥和煙火劑四種藥劑都具有爆炸性質(zhì)，在一定條件下都能產(chǎn)生爆炸以至爆轟，因此統(tǒng)稱為炸藥。不過習(xí)慣上稱謂的炸藥主要是指猛炸藥。

按炸藥的主要成分分類根據(jù)炸藥的主要成分，可分為雷酸鹽、疊氮化物類炸藥，醇基硝酸酯類炸藥，芳香族硝基化合物類炸藥，硝甘炸藥，硝銨炸藥，黑火藥等。(四）按炸藥的物理狀態(tài)分類可將其分為固體炸藥、液體炸藥、氣體炸藥和多相炸藥。其中多相炸藥是指由固體與液體、固體與氣體或液體與氣體所組成的炸藥。為了便于理論研究，通常把除氣體炸藥以外的液體炸藥、固體炸藥等統(tǒng)稱為凝聚炸藥（condensed-phaseexplosives）。銨磺炸藥

第二節(jié)爆炸反應(yīng)的熱化學(xué)

炸藥的氧平衡絕大多數(shù)炸藥由碳、氫、氧、氮四種元素組成，某些炸藥還含有氯、硫、金屬及其鹽類。對于由碳、氫、氧、氮四種元素組成的炸藥，可以用通式CaHbNcOd表示。單質(zhì)炸藥的通式通常按1mol寫出，混合炸藥的通式則按1kg寫出。

大多數(shù)炸藥的爆炸反應(yīng)為氧化反應(yīng)，其特點(diǎn)是反應(yīng)所需的氧元素由炸藥本身提供。放熱量最大、生成產(chǎn)物最穩(wěn)定的氧化反應(yīng)稱為理想的氧化反應(yīng)。若炸藥內(nèi)含有足夠的氧量，按理想氧化反應(yīng)生成的產(chǎn)物應(yīng)為：H2O、CO2

、其它元素的高級氧化物、氮和多余的游離氧；若氧量不足，則除生成H2O、CO2

、N2外，還生成H2

、CO、固體碳和其它氧化不完全的產(chǎn)物。

氧平衡（oxygenbalance）是指炸藥中所含的氧用以完全氧化其所含的可燃元素后，所多余或不足的氧量。氧平衡用每克炸藥中剩余或不足氧量的克數(shù)或百分?jǐn)?shù)來表示。氧平衡大于零時為正氧平衡;等于零時為零氧平衡;小于零時為負(fù)氧平衡。

(１)對于通式為CaHbOcNd的單質(zhì)炸藥，其氧平衡按式（1-1）計(jì)算：(1-1)（２）對于混合炸藥，其氧平衡按式（1-2）計(jì)算：

OB=OB1m1＋OB2m2＋……＋OBnm

（1-2）在上述兩式中

a、b、c、d——分別表示一個炸藥分子中碳、氫、氧、氮的原子數(shù)；

OB——炸藥的氧平衡，g/g

；

16——氧的相對原子質(zhì)量，g；

M——炸藥的相對分子質(zhì)量，g；OB1、OB2、…、OBn——混合炸藥中各組分的氧平衡值m1、m2、…、mn——混合炸藥中各組分所占的百分率。(３)對于含有金屬元素的炸藥對１價(jià)的K→K2O，Nａ→Nａ２O，對２價(jià)的Mｇ→MｇO,Cａ→CａO，對３價(jià)的Aｌ→Aｌ２O３

①按定義計(jì)算單質(zhì)Aｌ

OBAl==-0.89g/g

②帶金屬的化合物：通式CａＨｂOｃNｄKｅMｇｆAｌｇ

OB=

計(jì)算口訣：先金后氧調(diào)整炭，剩余氮、氧兩不摻。常見單質(zhì)炸藥和混合炸藥常用組分的氧平衡列于表1-1中。計(jì)算硝酸銨（NH4NO3）的氧平衡值。解：硝酸銨的炸藥通式為C0H4O3N2,M=80

例2已知2號巖石銨梯炸藥的配方為硝酸銨85%，梯恩梯11%，木粉4%，計(jì)算2號巖石銨梯炸藥的氧平衡值。解：由表1-1查得，硝酸銨、梯恩梯和木粉的氧平衡分別為0.2、-0.74和

-1.38,由式1-2）得：

OB=0.2×0.85-0.74×0.11-1.38×0.04

＝0.0334（g/g）

根據(jù)氧平衡的值，可將炸藥分為正氧平衡炸藥、負(fù)氧平衡炸藥和零氧平衡炸藥。負(fù)氧平衡炸藥，因氧量欠缺，不能充分利用可燃元素，爆炸產(chǎn)物中含有H2和有毒的CO氣體，甚至出現(xiàn)固體碳。由于可燃元素不能充分氧化，不能放出最大熱量。但是，負(fù)氧平衡炸藥的生成產(chǎn)物中含雙原子氣體較多，能夠增加生成氣體的數(shù)量。

正氧平衡炸藥不能充分利用其中的氧量，而且多余的氧和游離氮化合時，產(chǎn)生吸熱反應(yīng)，生成具有強(qiáng)烈毒性、并對瓦斯與煤塵爆炸起催化作用的氮氧化合物。

零氧平衡炸藥，因氧和可燃元素都得到了充分利用，故在理想反應(yīng)條件下，能放出最大熱量，而且不會生成有毒氣體。

由此可見，氧平衡對炸藥爆炸時放出的熱量，生成氣體的組成和體積，有毒氣體含量，二次火焰（例如CO和H2，在有外界氧供給時，可以再次燃燒，形成二次火焰）等有著多方面的影響。

混合炸藥的氧平衡可由其組成和配比來調(diào)節(jié)。對于工業(yè)炸藥，一般應(yīng)使其氧平衡接近于零氧平衡。

二、爆熱在一定條件下，單位質(zhì)量炸藥爆炸時放出的熱量稱為炸藥的爆熱（heatofexplosion）。通常以1mol或1kg炸藥爆炸所釋放的熱量表示（kJ/mol或kJ/kg）。炸藥的爆炸變化極為迅速，可以看作是在定容條件下進(jìn)行的，而且定容熱效應(yīng)可以更直接地表示炸藥的能量性質(zhì)，因此炸藥的爆熱均指定容爆熱。

１.理論計(jì)算建立化學(xué)反應(yīng)方程式：計(jì)算產(chǎn)物熱效應(yīng)。２.爆熱測定 炸藥的爆熱是在實(shí)驗(yàn)室使用一種專門的裝置—爆熱彈進(jìn)行測定，經(jīng)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算得到。表1-2列出了幾種常見炸藥的爆熱實(shí)驗(yàn)值。

３．提高爆熱的方法提高炸藥的爆熱對于提高炸藥的作功能力具有重要的意義。通常用來提高炸藥爆熱的途徑主要有以下兩個方面：

（１）改善炸藥的氧平衡為使炸藥內(nèi)可燃元素或可燃劑完全氧化放出最大熱量，應(yīng)使炸藥盡量接近于零氧平衡。不過同屬于零氧平衡的炸藥所放出的能量也不相同，一般含氫量高的炸藥能量較大，這是由于氫完全氧化為水所放出的熱量較高的緣故。此外，零氧平衡炸藥放出的熱量還與炸藥化學(xué)反應(yīng)的完全程度有關(guān)，而后者又決定于炸藥粒度、混藥質(zhì)量、裝藥條件和爆炸條件等許多因素。

（２）加入高能元素或高能量的可燃劑在單質(zhì)炸藥中引入鈹、鋁等高能元素可以適量提高其爆熱，例如，在黑索金中加入適量的鎂粉，爆熱可提高50%。在混合炸藥中加入鋁粉、鎂粉等是獲得高爆熱炸藥常用的方法。這是因?yàn)檫@些金屬粉末不僅能與氧元素進(jìn)行氧化反應(yīng)，放出大量的熱，而且還可以和炸藥爆炸產(chǎn)物中的CO2、H2O產(chǎn)生二次反應(yīng)，而這些反應(yīng)都是劇烈的放熱反應(yīng)，從而可以增大爆熱。三、爆溫、爆容不作大綱要求炸藥爆容測定的簡單了解

空氣、水、巖體、炸藥等物質(zhì)的狀態(tài)可以用壓力、密度、溫度、移動速度等參數(shù)表征。第三節(jié)沖擊波的基本知識注：炮彈周圍壓縮波真實(shí)演示單擊畫面開始播放錄像

物質(zhì)在外界的作用下狀態(tài)參數(shù)會發(fā)生一定的變化，物質(zhì)局部狀態(tài)的變化稱為擾動。如果外界作用只引起物質(zhì)狀態(tài)參數(shù)發(fā)生微小的變化，這種擾動稱為弱擾動；如果外界作用引起物質(zhì)狀態(tài)參數(shù)發(fā)生顯著的變化，這種擾動稱為強(qiáng)擾動。

擾動在介質(zhì)中的傳播稱為波。在波的傳播過程中，介質(zhì)原始狀態(tài)與擾動狀態(tài)的交界面稱為波陣面（或波頭）。波陣面的移動方向就是波的傳播方向，波的傳播方向與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)震動方向平行的波稱為縱波；波的傳播方向與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)震動方向垂直的波稱為橫波。波陣面在其法線方向上的位移速度稱為波速。按波陣面形狀不同，波可分為平面波、柱面波、球面波等。二、壓縮波和膨脹波壓縮波波陣面P０＋△P０

ρ０＋△ρ０P0,ρ0,T0,T0圖1—1壓縮波形成原理示意圖R0,R1波陣面P０＋△P０ρ０＋△ρ０P0,ρ0,T0,T0圖1—1壓縮波形成原理示意圖R0R1

受擾動后波陣面上介質(zhì)的壓力、密度均增加的波稱為壓縮波（pressurewave）。

特點(diǎn)：波震面達(dá)到之處，介質(zhì)壓力、密度等參數(shù)增大。波的傳播方向與介質(zhì)的運(yùn)動方向一致。

稀疏波（膨脹波）波陣面P０-△P０ρ０-△ρ０P0,ρ0,T0,T0R1R0圖1—2稀疏波形成原理示意圖波陣面P０-△P０ρ０-△ρ０P0,ρ0,T0,T0R1R0圖1—2稀疏波形成原理示意圖

受擾動后波陣面上介質(zhì)的壓力、密度均減少的波稱為膨脹波（expansionwave）或稀疏波。定義

特點(diǎn)：波震面達(dá)到之處，介質(zhì)壓力、密度等參數(shù)減小。波的傳播方向與介質(zhì)的運(yùn)動方向相反。壓縮波和稀疏波的產(chǎn)生和傳播過程可以形象地用活塞在氣缸中的運(yùn)動過程加以說明，如圖1-1和圖1-2所示。

聲波聲波是弱壓縮波與稀疏波的合成→活塞來回往復(fù)運(yùn)動。音速與弱壓縮波與稀疏波的傳播速度相同。次聲波＜２０赫茲，聲波２０～２００００赫茲，超聲波＞２００００赫茲。特點(diǎn)：在不同的介質(zhì)狀態(tài)下音速不同。標(biāo)準(zhǔn)空氣內(nèi)：３３３ｍ／ｓ。當(dāng)P＝１０個大氣壓，T＝３５℃，密度

ρ＝５．０１７×１０－３ｇ／ｃｍ３時為５２３ｍ／ｓ。水：１４３０ｍ／ｓ?；◢弾r：３９５０ｍ／ｓ。，鋼：５０５０ｍ／ｓ。２．定義沖擊波（shockwave）是一種在介質(zhì)中以超聲速傳播的并具有壓力突然躍升，然后慢慢下降特征的一種高強(qiáng)度壓力波。注意：活塞運(yùn)動速度與沖擊波速度不是一回事，也不相等。在空氣中運(yùn)動物體要形成沖擊波，其速度必須接近和大于音速。類比項(xiàng)目沖擊波音速速度沖擊波速度遠(yuǎn)大于音速波陣面狀態(tài)參數(shù)突躍變化變化接近于零波陣面介質(zhì)參數(shù)發(fā)生位移只振不移波速與強(qiáng)度有關(guān)與強(qiáng)度無關(guān)３．特征（與音速的區(qū)別）

第四節(jié)炸藥爆轟的基本知識

1．概念

炸藥被激發(fā)起爆后，首先在炸藥的某一局部發(fā)生爆炸化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量高溫、高壓和高速流動的氣體產(chǎn)物流，并釋放出大量的熱能。這一高速氣流的作用猶如上節(jié)所述加速運(yùn)動的活塞，強(qiáng)烈沖擊和壓縮鄰近層的炸藥，使在鄰近炸藥層中產(chǎn)生沖擊波并引起該層炸藥的壓力、溫度和密度產(chǎn)生突躍式升高，而迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成大量的爆炸產(chǎn)物并釋放出大量的熱能。

局部炸藥爆轟所釋放的熱能，一方面可以阻止稀疏波對沖擊波頭的侵蝕;另一方面又可以補(bǔ)充到?jīng)_擊波中，以維持沖擊波以穩(wěn)定的速度向前傳播。這樣，沖擊波繼續(xù)壓縮下一層炸藥又引起下一層炸藥的化學(xué)反應(yīng)，新釋放的熱能又補(bǔ)充到?jīng)_擊波中去，以維持它的定速傳播。如此一層一層的傳播，就完成了炸藥的爆轟過程。

這種由沖擊波在炸藥中傳播激起的爆炸反應(yīng)稱為爆轟（detonation）。伴隨有快速化學(xué)反應(yīng)區(qū)的沖擊波稱為爆轟波（detonationwave）。爆轟波沿炸藥裝藥傳播的速度稱為爆速(detonationvelocity)。2．爆轟波的特征爆轟波沖擊波傳播介質(zhì)一定是在炸藥中一般不化學(xué)反應(yīng)有無能量補(bǔ)充有無傳播過程狀態(tài)參數(shù)P，ρ，T，U，D恒定迅速衰減二、爆轟波的結(jié)構(gòu)P

下面進(jìn)一步討論爆轟的過程和爆轟波的結(jié)構(gòu)。在沖擊波的高壓作用下，相鄰于沖擊波的炸藥層出

現(xiàn)一個壓縮區(qū)0—1（圖1-4），其厚度約10－5cm，在這里，壓力、密度、溫度都呈突躍升高狀態(tài)，實(shí)際上，就是沖擊波的波陣面。P1P2D炸藥P0L221100圖1—4爆轟波結(jié)構(gòu)示意圖p

隨著沖擊波的傳播，新壓縮區(qū)的產(chǎn)生，原壓縮區(qū)成為化學(xué)反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)在1-1面開始發(fā)生，在2-2面完畢；再隨著沖擊波的前進(jìn)，新的化學(xué)反應(yīng)區(qū)的形成，原化學(xué)反應(yīng)區(qū)又成為反應(yīng)產(chǎn)物膨脹區(qū)?；瘜W(xué)反應(yīng)放出的能量，不斷維持著波陣面上參數(shù)的穩(wěn)定，其余在膨脹區(qū)消耗掉，因而達(dá)到能量平衡，沖擊波即以穩(wěn)定速度向前傳播。在就是爆轟過程的實(shí)質(zhì)。

由此可見：爆轟波只存在于炸藥的爆轟過程中。爆轟波的傳播隨著炸藥爆轟結(jié)束而中止。

爆轟波總帶著一個化學(xué)反應(yīng)區(qū)，它是爆轟波得以穩(wěn)定傳播的基本保證。習(xí)慣上把0—2區(qū)間稱為爆轟波波陣面的寬度，其數(shù)值約0.1cm～1.0cm，視炸藥的種類而異。通常把2-2面的參數(shù)作為爆轟波的參數(shù)。

爆轟波具有穩(wěn)定性，即波陣面上的參數(shù)及其寬度不隨時間而變化，直至爆轟終了。

0—0面之前，炸藥未受擾動。

0—0面和1—1面之間，炸藥被壓縮，但尚未開始反應(yīng)，因其厚度和一個分子的自由路程同數(shù)量級，故忽略稱0—1面。

1—1面和2—2面之間是化學(xué)反應(yīng)區(qū)，一般寬度：單質(zhì)：0.1~1mm,混合：2~3cm以上。

2—2面后是爆轟產(chǎn)物區(qū)，2-2面為化學(xué)反應(yīng)結(jié)束面，稱為爆轟波波陣面。

在進(jìn)行理論研究時，常把滿足一定假設(shè)條件的理想爆轟波波陣面簡稱為C—J面。C—J面上的狀態(tài)參數(shù)稱做爆轟波參數(shù)或爆轟參數(shù)。爆轟波C—J面上的壓力稱做爆轟壓力（detonationressure）。爆轟波C—J面上的溫度稱做爆轟溫度（detonationtemperature）。

需要指出的是爆轟壓力與爆炸壓力、爆轟溫度與爆溫的含義不同，應(yīng)把它們區(qū)分開來。與沖擊波一樣，爆轟波后面經(jīng)常跟隨有稀疏波。與沖擊波一樣，爆轟波后面經(jīng)常跟隨有稀疏波。

三、爆轟波的參數(shù)由于爆轟波是沖擊波的一種，所以表達(dá)爆轟波參數(shù)關(guān)系的基本方程推導(dǎo)方法亦大致與沖擊波相似。對于強(qiáng)沖擊波（PH＞10atm）,其基本方程可表示如下：

上述各式中符號的物理意義：Tb表示爆溫，Qv表示爆熱，ρ0表示密度，K為系數(shù)。對于凝聚炸藥，一般取K=3。從這些公式可以知道：爆轟產(chǎn)物質(zhì)點(diǎn)移動速度比爆速小，但隨爆速的增大而增大。

爆轟壓力取決于裝藥的爆速和密度，這是因?yàn)檫@兩個因素都會造成爆炸產(chǎn)物密度的增大。爆轟剛結(jié)束時，爆轟產(chǎn)物的密度大于炸藥的初始密度。爆轟結(jié)束瞬間的溫度T2不是爆溫，它比爆溫Tb高。

四、凝聚炸藥的爆轟反應(yīng)根據(jù)炸藥的化學(xué)組成以及裝藥的物理狀態(tài)不同，可以把凝聚炸藥的爆轟反應(yīng)機(jī)理分為：均勻灼燒機(jī)理、不均勻灼燒機(jī)理和混合反應(yīng)機(jī)理。

均勻灼燒機(jī)理均勻灼燒機(jī)理又稱整體反應(yīng)機(jī)理，它是指炸藥在強(qiáng)沖擊波作用下，爆轟波波陣面的炸藥受到強(qiáng)烈的絕熱壓縮，使受壓縮炸藥的溫度均勻地升高，如同氣體絕熱壓縮一樣，化學(xué)反應(yīng)是在反應(yīng)區(qū)的整個體積內(nèi)進(jìn)行的。

這種機(jī)理多發(fā)生在結(jié)構(gòu)均勻的固體炸藥（如單質(zhì)炸藥）以及無氣泡和無雜質(zhì)的均勻液體炸藥，即所謂的均相炸藥中。這種炸藥的反應(yīng)速度非常迅速，能在10－6s～10－7s內(nèi)完成。

此機(jī)理認(rèn)為：薄層炸藥整體均勻灼熱引起化學(xué)反應(yīng)，沖擊波波陣面壓縮薄層炸藥使其溫度達(dá)到1000℃以上才能迅速反應(yīng)。一般認(rèn)為該類炸藥爆速達(dá)6000-8000m/s，反應(yīng)區(qū)寬度0.1~1mm。

不均勻灼燒機(jī)理 不均勻灼燒機(jī)理又稱表面反應(yīng)機(jī)理，它是指自身結(jié)構(gòu)不均勻的炸藥，如松散多空隙的固體粉狀炸藥、晶體炸藥，以及含有大量氣泡和雜質(zhì)的液體炸藥或膠質(zhì)炸藥等，在沖擊波的作用下受到?jīng)_擊波強(qiáng)烈壓縮時，整個壓縮層炸藥的溫度并不是均勻地升高并發(fā)生灼燒，而是個別點(diǎn)的溫度升得很高，形成“起爆中心”或“熱點(diǎn)”并先發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，然后再傳到整個炸藥層。

混合反應(yīng)機(jī)理 混合反應(yīng)機(jī)理是混合炸藥，尤其是固體混合炸藥所特有的一種爆炸反應(yīng)機(jī)理。其特點(diǎn)是，反應(yīng)不是在炸藥的化學(xué)反應(yīng)區(qū)整個體積內(nèi)進(jìn)行的，而是在一些分界面上進(jìn)行的。對于由幾種單質(zhì)炸藥組成的混合炸藥，它們在發(fā)生爆轟時首先是各組分的炸藥自身進(jìn)行反應(yīng)，放出大量的熱，然后是各反應(yīng)產(chǎn)物相互混合并進(jìn)一步反應(yīng)生成最終產(chǎn)物。

但是，對于由反應(yīng)能力相差很懸殊的一些組分組成的混合炸藥，如由氧化劑和可燃劑或者是由炸藥與非炸藥成分組成的混合炸藥，它們在爆轟時，首先是氧化劑或炸藥分解，分解產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物滲透或擴(kuò)散到其它組分質(zhì)點(diǎn)的表面并與之反應(yīng)，或者是幾種不同組分的分解產(chǎn)物之間相互反應(yīng)。

該類反應(yīng)機(jī)理的特點(diǎn)是二次反應(yīng)。 第一次反應(yīng)：在沖擊波作用下，炸藥的易分解成分首先反應(yīng)，如TNT等。第二次反應(yīng)：第一次分解反應(yīng)之間或與其它成分如鋁粉、木粉、AN等再發(fā)生反應(yīng)，形成最終反應(yīng)產(chǎn)物。此類反應(yīng)歷程長，反應(yīng)區(qū)寬2－3cm，爆速3000－4000m/s。

應(yīng)該注意的是，凝聚炸藥的爆轟反應(yīng)并不都是按照上述反應(yīng)機(jī)理中的某一種機(jī)理進(jìn)行的，往往是兩種機(jī)理共同作用的結(jié)果。

五.擴(kuò)散對化學(xué)反應(yīng)區(qū)結(jié)構(gòu)的影響

現(xiàn)象：在一定范圍內(nèi)，爆速D隨著裝藥直徑d↘而D↘——中斷原因——擴(kuò)散。

擴(kuò)散 波陣面——P↗T↗ρ↗引起化學(xué)反應(yīng)并向周圍低區(qū)運(yùn)動——向外擴(kuò)散——擴(kuò)散自裝藥表面向裝藥中心發(fā)展——必然攜帶（未開始反應(yīng)的炸藥顆粒，剛開始反應(yīng)的爆轟產(chǎn)物半成品，反應(yīng)完了的爆轟產(chǎn)物）——爆炸能量減小——波陣面能量減弱（平衡或熄滅）。

（1）稀疏波（膨脹波）（2）穩(wěn)定區(qū)：未受側(cè)向擴(kuò)散影響的區(qū)域，一般為圓錐體。（3）有效化學(xué)反應(yīng)區(qū)：穩(wěn)定區(qū)寬度L1，反應(yīng)區(qū)寬度L2。

1）當(dāng)L2>L1時——圓臺

2）L2>>L1時——近似圓柱——能量可累計(jì)補(bǔ)充——爆速大最大值（理想爆速）

3）當(dāng)L2<L1時，有效區(qū)是小圓錐狀——能量損失嚴(yán)重D↘——中斷一、炸藥感度的一般概念

在外界能量的作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度稱為感度（sensitive）。能夠激發(fā)炸藥發(fā)生爆炸變化的能量有熱能、電能、光能、機(jī)械能、沖擊波能或輻射能等多種形式。通常根據(jù)外界作用于炸藥能量的不同形式將炸藥的感度分為若干類型，如熱感度、火焰感度、摩擦感度、撞擊感度、起爆感度、沖擊波感度、靜電感度等。第五節(jié)炸藥的感度

炸藥對不同形式的外界能量作用所表現(xiàn)的感度是不一樣的，也就是說，炸藥的感度與不同形式的起爆能并不存在固定的比例關(guān)系。因此，不能簡單地以炸藥對某種起爆能的感度等效地衡量它對另一種起爆能的感度。

在工程實(shí)踐中，人們在需要高感度炸藥的同時，又希望炸藥具有低感度的特性。也就是說，希望炸藥在使用的時候具有高感度，以保證起爆和傳爆的可靠性；而在生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸?shù)确鞘褂脠龊?，炸藥又具有低感度，以確保安全性。

根據(jù)需要，人們把炸藥的感度又分為“使用感度”和“危險(xiǎn)感度”。所謂使用感度是指炸藥在預(yù)定起爆方式所施加的起爆能的作用下發(fā)生爆炸反應(yīng)的難易程度。

對于爆破作業(yè)人員來說，一般都希望炸藥在使用時具有較高的使用感度，以減小炸藥拒爆的概率，有效地防止瞎炮事故。所謂危險(xiǎn)感度則是指炸藥在外界施加的各種非正常起爆能的作用下發(fā)生爆炸的難易程度。以人為本，安全第一

無論是炸藥的生產(chǎn)者還是使用者，都希望炸藥具有較低的危險(xiǎn)感度，以保證炸藥在生產(chǎn)、運(yùn)輸、搬運(yùn)和貯存等非使用環(huán)節(jié)的安全，避免發(fā)生意外爆炸事故。

二、炸藥的熱感度炸藥的熱感度（sensitivitytoheat）是指在熱的作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度。熱作用的方式主要有兩種：均勻加熱和火焰點(diǎn)火，習(xí)慣上把均勻加熱時炸藥的感度稱為熱感度，把火焰點(diǎn)火時的炸藥感度稱為火焰感度（sensitivitytoflame）。

炸藥的熱感度通常用爆發(fā)點(diǎn)（ignitionpoint）來表示。爆發(fā)點(diǎn)是炸藥在一定的受熱條件下，經(jīng)過一定的延滯期，發(fā)生爆炸時加熱介質(zhì)的最低溫度。很顯然，爆發(fā)點(diǎn)越高，則說明該炸藥的熱感度越低。

在工業(yè)生產(chǎn)中，用爆發(fā)點(diǎn)測定儀來測定炸藥的爆發(fā)點(diǎn)，做爆發(fā)點(diǎn)量測實(shí)驗(yàn)時延滯期一般取5min為標(biāo)準(zhǔn)。表1-3列出了幾種炸藥的爆發(fā)點(diǎn)。雷管的起爆藥均具有較高的火焰感度。在敞開環(huán)境下，一般工業(yè)炸藥（包括黑火藥）用火焰點(diǎn)燃時通常只發(fā)生不同程度的燃燒。

火焰感度用上限距離和下限距離表示。用導(dǎo)火索點(diǎn)燃裝入加強(qiáng)帽中的0.05g炸藥，上限距離是100%發(fā)火的最大距離，下限距離是100%不發(fā)火的最小距離。

三、炸藥的機(jī)械感度

炸藥的機(jī)械感度是指炸藥在機(jī)械作用下發(fā)生爆炸的難易程度。機(jī)械作用的形式很多，如撞擊、摩擦、針刺等，其中撞擊和摩擦是最為常見的兩種形式。

1.撞擊感度在機(jī)械撞擊的作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度稱為炸藥的撞擊感度（sensitivitytoimpact）。炸藥的撞擊感度通常借助于立式落錘儀測定。炸藥撞擊感度的測定

測定的基本步驟是將一定質(zhì)量的炸藥試樣（30mg或50mg）放在擊發(fā)裝置內(nèi)，讓一定質(zhì)量的落錘（10kg或2kg）自規(guī)定的高度（250mm或500mm）自由落下，撞擊擊發(fā)裝置內(nèi)的炸藥試樣，根據(jù)火花、煙霧或聲響結(jié)果來判斷炸藥試樣是否發(fā)生爆炸。撞擊25次后，計(jì)算該炸藥試樣的爆炸概率P，并用P來表示炸藥試樣的撞擊感度。

(1-10)

2.摩擦感度在機(jī)械摩擦的作用下，炸藥發(fā)生爆炸的難易程度稱為炸藥摩擦感度（sensitivitytofriction)。炸藥摩擦感度測定

炸藥摩擦感度的測定采用擺式摩擦儀。測定時將一定質(zhì)量的炸藥試樣（20mg或30mg），裝入上下滑柱間，通過裝置給上下滑柱施加規(guī)定的靜壓力。擺錘重1500g。擺角可根據(jù)炸藥的感度取80°、90°或96°釋放擺錘，擺錘打擊擊桿，上下滑柱產(chǎn)生水平相對位移，摩擦炸藥試樣，判斷炸藥試樣式樣是否爆炸。試驗(yàn)25次，計(jì)算炸藥試樣的爆炸概率P（式1-10），并用P來表示炸藥試樣的摩擦感度。

四、起爆感度炸藥的起爆感度（sensitivitytoinitiation）是指在其它炸藥（起爆藥、起爆具等）的引爆下，猛炸藥發(fā)生爆轟的難易程度。

猛炸藥對起爆藥爆轟的感度，一般用最小起爆藥量來表示，即在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，能引起猛炸藥完全爆轟所需的最小起爆藥量。最小起爆藥量越小，則表明猛炸藥對起爆藥的爆轟感度越大；反之，最小起爆藥量越大，則表明猛炸藥對起爆藥的爆轟感度越小。

對于一些起爆感度較低的工業(yè)炸藥，如銨油炸藥，用少量的起爆藥（如1發(fā)8號工業(yè)雷管）是難以使其可靠爆轟的。這類炸藥的爆轟感度不能用最小起爆藥量來表示的，而只能用威力較大的起爆藥柱的最小質(zhì)量來表示。

在工程爆破中，習(xí)慣上用雷管感度(capsensitivity)來區(qū)分工業(yè)炸藥的起爆感度。凡能用1發(fā)8號工業(yè)雷管可靠起爆的炸藥稱其具有雷管感度，凡不能用1發(fā)8號工業(yè)雷管可靠起爆的炸藥稱其不具有雷管感度。

五、炸藥的物理狀態(tài)和裝藥條件對感度的影響

炸藥的感度一方面與自身的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，另一方面還與炸藥的物理狀態(tài)和裝藥條件有關(guān)。對于爆破工程技術(shù)人員來講，了解炸藥的物理狀態(tài)和裝藥條件對其感度的影響是十分必要的。炸藥的物理狀態(tài)和裝藥條件對感度的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.炸藥溫度的影響：隨著溫度的增高，炸藥的各種感度都增加，在高溫介質(zhì)中爆破應(yīng)引起充分重視。

2.炸藥物理狀態(tài)與晶體形態(tài)的影響銨梯炸藥受潮結(jié)塊時，感度明顯下降；硝化甘油炸藥凍結(jié)時，晶體形態(tài)發(fā)生變化，敏感度明顯提高。硝銨類炸藥因硝酸銨原料結(jié)晶不同而影響感度。

3.炸藥顆粒度的影響 炸藥的顆粒度主要影響炸藥的爆轟感度，一般顆粒越小，炸藥的爆轟感度越大。例如100%通過2500目的梯恩梯極限起爆藥量為0.1g，而從溶液中快速結(jié)晶的超細(xì)梯恩梯的極限起爆藥量為0.04g。對于工業(yè)炸藥，一般各組分越細(xì)，混合越均勻，則它的爆轟感度越高。

4.裝藥密度的影響 裝藥密度主要影響起爆感度和火焰感度。通常，隨著裝藥密度的增加，炸藥的起爆感度和火焰感度都會下降。粉狀銨梯炸藥的裝藥密度大于1.2g/cm3時，容易出現(xiàn)拒爆；密度大于1.5g/cm3時易達(dá)到極限密度而壓死。

5.附加物的影響 在炸藥中摻入附加物可以顯著地影響炸藥的機(jī)械感度，附加物對炸藥機(jī)械感度的影響主要取決于附加物的性質(zhì)，即硬度、熔點(diǎn)及粒度等。當(dāng)附加物的硬度較高時(如石英砂、碎玻璃)，可能使炸藥的機(jī)械感度增高，這類物質(zhì)叫增感劑。另外一類較軟且熱容量大的物質(zhì)，如水、石蠟等，摻入后使炸藥感度降低，這類物質(zhì)稱為鈍感劑。一、炸藥的起爆

炸藥是一種處于暫時相對穩(wěn)定的不穩(wěn)定化學(xué)體系。初始起爆能：保證激起炸藥爆炸所需的最小外能稱初始起爆能。第六節(jié)炸藥的起爆美國西雅圖圖書館爆破拆除

起爆能的三種形式：

1．熱能：火星（焰）、熱——雷管。

2．機(jī)械能：撞擊、摩擦——武器。

3．爆炸沖能：一種炸藥起爆另一種炸藥。

二、起爆機(jī)理

通常把利用一種炸藥裝藥（如雷管或起爆藥柱）的爆炸引起與它直接接觸的另一種炸藥裝藥爆炸的現(xiàn)象稱為起爆（initiation）。習(xí)慣上稱起爆的裝藥為主發(fā)裝藥(donorcharge)，被起爆的裝藥為被發(fā)裝藥(acceptorcharge)。

1．活化能理論——熱起爆機(jī)理的來源 認(rèn)為：任何化學(xué)反應(yīng)，只有在具有活化能量的活化分子互相接觸和碰撞時，才能發(fā)生。外能作用使分子獲得能量并轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，達(dá)到一定能量級時可使分子活化。

活化能：使物質(zhì)的一般分子變?yōu)榛罨肿铀栉盏淖钚∧芰浚Q為該物質(zhì)分子的活化能。一般炸藥的分子活化能約為30~60千卡/克分子。炸藥爆炸時釋放的熱量為200~300千卡/克分子以上。

2．機(jī)械能起爆理論 （1）熱點(diǎn)學(xué)說——灼熱核理論機(jī)械作用——能量集中在個別點(diǎn)上——溫度升高——起爆溫度——爆炸——由小點(diǎn)——全斷面“灼熱核”：在機(jī)械作用下，首先達(dá)到起爆溫度的局部小區(qū)。尺寸：半徑約為10-3~10-5cm.(一般分子半徑10-8cm)。

(2)熱點(diǎn)（灼熱核形成途徑）

1）炸藥中微小氣泡的絕熱壓縮空氣（加熱20個大氣壓）溫度可達(dá)500℃左右。應(yīng)用：乳化炸藥等加氣泡可提高感度。

2）炸藥顆粒間的強(qiáng)烈摩擦應(yīng)用：炸藥中摻沙可使感度提高。

3）高粘性液體炸藥的流動生熱

3．爆炸直接作用于炸藥的起爆機(jī)理高溫、高壓沖擊波——熱點(diǎn)——灼熱核。其它起爆能：光能、超聲波、粒子轟擊、靜電效應(yīng)、電磁輻射第七節(jié)炸藥的性能

炸藥的性能主要取決于以下因素，一是炸藥的組成和結(jié)構(gòu)，二是炸藥的加工工藝，三是炸藥的裝藥狀態(tài)和使用條件。本節(jié)主要介紹炸藥的爆速、作功能力、猛度和殉爆距離等性能指標(biāo)。

2號巖石炸藥

爆速爆轟波沿炸藥裝藥傳播的速度稱為爆速（detonationvelocity）。爆速是炸藥的重要性能指標(biāo)之一，也是目前唯一能準(zhǔn)確測量的爆轟參數(shù)。炸藥爆速測定

影響爆速的因素藥柱直徑當(dāng)藥柱為理想封閉，爆轟產(chǎn)物不發(fā)生徑向流動時，炸藥所能達(dá)到的爆速稱為理想爆速。由于藥柱不可能是理想封閉的，故實(shí)際爆速低于理想爆速，并與藥柱直徑大小有關(guān)。理論計(jì)算表明，炸藥的實(shí)際爆速與理想爆速之間存在1-11式所示的關(guān)系：

式中D—炸藥的實(shí)際爆速；

DH—炸藥的理想爆速；

a—爆轟反應(yīng)區(qū)厚度；

dc—藥柱直徑。 該式表明，爆速隨藥柱直徑增大而增大；當(dāng)藥柱直徑趨于無窮大時，爆速趨于理想爆速。實(shí)際上，由于反應(yīng)區(qū)厚度很小，故藥柱直徑增大到一定值后，爆速就已經(jīng)接近理想爆速。接近理想爆速的藥柱直徑dL-稱為極限直徑。反應(yīng)區(qū)厚度愈小，極限直徑就愈小。

反之，減小藥柱直徑，爆速將相應(yīng)降低。當(dāng)藥柱直徑減小到一定值后，爆轟波就不能穩(wěn)定傳播，最終將導(dǎo)致熄爆。這是因?yàn)橛行芰恳褱p小到不再能支持爆轟波的穩(wěn)定傳播。爆轟波能穩(wěn)定傳播的最小藥柱直徑dK稱為臨界直徑（criticaldiameter）。臨界直徑時的爆速稱為臨界爆速。

理論研究表明，臨界直徑愈小，接近理想爆速的極限直徑也愈小。表1-5給出了幾種炸藥的臨界直徑值。從表1-5可以看出，臨界直徑與炸藥的化學(xué)本性有很大的關(guān)系：起爆藥的臨界直徑最小，其次為單質(zhì)高猛炸藥，硝酸銨和硝銨類混合炸藥的臨界直徑則較大。

炸藥密度增大炸藥的密度可以提高理想爆速，但臨界直徑和極限直徑也將發(fā)生變化。對于大多數(shù)單質(zhì)炸藥，其臨界直徑和極限直徑都隨裝藥密度的增加而減??；但對于混合炸藥，尤其是硝銨類混合炸藥，密度超過一定值后，臨界直徑隨密度增大而顯著增大。對單質(zhì)炸藥，因增大密度既提高了理想爆速，又減小了臨界直徑，故當(dāng)藥柱直徑一定時，爆速是隨密度增大而增加的。

對于硝銨類混合炸藥，密度與爆速的關(guān)系比較復(fù)雜。這是因?yàn)樵龃竺芏入m能提高理想爆速，但也相應(yīng)地增大了臨界直徑。試驗(yàn)研究和理論分析都證明，當(dāng)藥柱直徑一定時，存在有使爆速達(dá)最大的密度值。這個密度稱為最佳密度。超過最佳密度后，再繼續(xù)增大密度，就會導(dǎo)致爆速下降。當(dāng)爆速下降到臨界爆速，或臨界直徑增大到與藥柱直徑相等時，爆轟波就不再能夠穩(wěn)定傳播，最終導(dǎo)致熄爆。爆轟波尚能穩(wěn)定傳爆的最大密度稱為臨界密度。

藥柱外殼藥柱外殼不會影響炸藥的理想爆速，所以當(dāng)藥柱直徑較大，爆速已接近理想爆速的情況下，外殼的作用不大。但外殼能夠減小炸藥的臨界直徑，所以當(dāng)藥柱直徑較小、爆速距理想爆速相差較大時，增加外殼可以提高爆速，其效果與加大藥柱直徑相同。影響混合炸藥爆速的還有炸藥顆粒的細(xì)度、混合均勻度、混藥溫度和時間等多種因素。對這些因素的控制都發(fā)生在炸藥的生產(chǎn)過程中，此不贅述。

2.工業(yè)炸藥爆速的測定（1）導(dǎo)爆索法導(dǎo)爆索法又稱道特里什（Dautriche）法。其原理是利用已知爆速的導(dǎo)爆索測定炸藥的爆速。（2）電測法電測法是國家規(guī)定的測定工業(yè)炸藥爆速的仲裁方法

（3）高速攝影法導(dǎo)爆索法和電測法適用于具有雷管感度且包裝符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的藥卷，藥卷的外徑一般為32mm或35mm。對不具有雷管感度，需加起爆藥柱或強(qiáng)約束條件起爆的試樣，應(yīng)按GB/T13228—91《工業(yè)炸藥爆速測定方法》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行改裝，此不贅述。

二、作功能力

炸藥作功能力的概念炸藥爆炸時生成高溫高壓的爆炸產(chǎn)物，在對外膨脹時壓縮周圍的介質(zhì)，使其鄰近的介質(zhì)變形、破壞、飛散而作功。所有爆炸產(chǎn)生的功之總和叫作總功，總功只是炸藥總能量的一部分，稱為炸藥的作功能力（strength），也稱為炸藥的威力(power）。

爆力（1）爆力：指炸藥在介質(zhì)內(nèi)爆炸時對介質(zhì)產(chǎn)生的整體壓縮破壞和拋擲能力。（2）作用原因：

1）爆轟波——動作用

2）爆轟氣體膨脹——準(zhǔn)靜作用二者共同作用。爆熱、生成氣體量、D、ρ0愈大，爆力愈大。

測定方法

1）鉛壔擴(kuò)孔法

鉛壔法是我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測定炸藥作功能力的一種試驗(yàn)方法，也是測定炸藥作功能力的國際標(biāo)準(zhǔn)方法。鉛壔法適用于測定粉狀、顆粒狀和膏狀炸藥的作功能力。其基本原理是將一定質(zhì)量、一定密度炸藥置于鉛壔孔內(nèi)，爆炸后以鉛壔孔擴(kuò)大部分的容積來衡量炸藥的作功能力。

2）爆破漏斗法炸藥猛度的測定

3．測定方法

鉛柱壓縮法（leadcylindercompressiontest）是國家標(biāo)準(zhǔn)GB12440-90規(guī)定的炸藥猛度試驗(yàn)方法，其基本原理是在規(guī)定參量（質(zhì)量、密度和幾何尺寸）的條件下，炸藥裝藥爆炸時對鉛柱進(jìn)行壓縮，以壓縮值來衡量炸藥的猛度。鉛柱壓縮法適用于測定粉狀、顆粒狀和膏狀炸藥的猛度。

四、殉爆距離

1.炸藥的殉爆現(xiàn)象當(dāng)炸藥（主發(fā)裝藥）發(fā)生爆轟時，由于沖擊波的作用引起相隔一定距離的另一炸藥（被發(fā)裝藥）爆轟的現(xiàn)象稱為殉爆（sympatheticdetonationbyinfluence）。

殉爆在一定程度上反映了炸藥對沖擊波的感度。主發(fā)裝藥與被發(fā)裝藥之間能發(fā)生殉爆的最大距離稱為殉爆距離（transmissiondistance）。炸藥的殉爆能力用殉爆距離表示。炸藥殉爆距離的測試

主發(fā)裝藥的藥量及性質(zhì)、被發(fā)裝藥的爆轟感度、裝藥間惰性介質(zhì)的性質(zhì)以及裝藥的擺放形式是影響炸藥殉爆的主要因素。

2．殉爆原因 （1）在介質(zhì)中形成的沖擊波 （2）爆轟產(chǎn)物流的直接沖擊 （3）主發(fā)藥包外殼碎片或固體顆粒的射擊

3．影響因素（1）藥量L殉=K,Q為主發(fā)藥包的藥量，K

為系數(shù)。（2）藥徑d被越大，L殉也越大。（3）裝藥密度主發(fā)ρ被越大，L殉也越大。（4）裝藥外殼和連線如有管子，L殉增大。（5）其它介質(zhì)：空氣、水、沙土、金屬——L殉減小；也與聚能穴位置有關(guān)。

4．意義研究炸藥的殉爆現(xiàn)象具有重要意義。在炸藥的生產(chǎn)、貯存和運(yùn)輸過程中，必須防止炸藥發(fā)生殉爆，以保安全。但在爆破工程中，則需保證同一炮眼或藥室內(nèi)的炸藥完全殉爆，以防止產(chǎn)生半爆，降低爆破效率。第八節(jié)溝槽效應(yīng)

混合炸藥細(xì)長連續(xù)藥柱，通常在空氣中都能正常傳爆。但在炮眼內(nèi)，如果藥柱與炮眼孔壁間存有間隙，常常會發(fā)生爆轟中斷或爆轟轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵默F(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為溝槽效應(yīng)（channeleffect），也稱管道效應(yīng)（pipeeffect）或徑向空氣間隙效應(yīng)。

一、產(chǎn)生溝槽效應(yīng)的原因溝槽效應(yīng)造成爆后炮窩內(nèi)留有殘藥，影響爆破效果。對于在瓦斯隧道內(nèi)徑進(jìn)行的爆破作業(yè)，若炸藥由爆轟轉(zhuǎn)變?yōu)槿紵?，就有可能引發(fā)瓦斯爆炸事故。關(guān)于溝槽效應(yīng)產(chǎn)生的原因，目前有以下兩種比較流行的解釋：

1.空氣沖擊波作用機(jī)理

通過超高速掃描攝影機(jī)對聚乙烯塑料管內(nèi)藥柱（35%硝化甘油膠質(zhì)硝銨炸藥，藥柱直徑為25mm，管內(nèi)徑27mm）爆轟過程的研究表明：當(dāng)藥柱爆轟時，在空氣間隙內(nèi)產(chǎn)生超前于爆轟波傳播的空氣沖擊波。D圖1—6沖擊波作用機(jī)理v

空氣沖擊波作用機(jī)理認(rèn)為：在空氣沖擊波壓力作用下，炸藥內(nèi)產(chǎn)生自藥柱表面向內(nèi)部傳播的壓縮波，使藥柱發(fā)生變形，壓縮藥柱表面形成錐形壓縮區(qū)。炮孔內(nèi)超前于爆轟波的空氣沖擊波存在有最大波長，因此在達(dá)到最大波長后，空氣沖擊波波頭和爆轟波波頭將以相同的速度傳播，并保持速度不變，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。但是，如果在未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之前，藥柱的有效直徑已減小到炸藥的臨界直徑，爆轟就會中