爆破工程教材41-50

1、炸藥爆炸性能炸藥的性能主要取決于以下因素，一是炸藥的組成成分，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、威力、猛度和聚能效應(yīng)等性能。爆速爆轟波沿炸藥裝藥傳播的速度稱為爆速。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(cè)量的爆轟參數(shù)。影響爆速的因素炸藥的爆速除了與炸藥本身的性質(zhì)，如炸藥密度、產(chǎn)物組成、爆熱和化學(xué)反響速度有關(guān)外，還受藥包直徑、裝藥密度和粒度、裝藥外殼、起爆沖能及傳爆條件等影響。從理論上講，當(dāng)藥柱為理想封閉、爆轟產(chǎn)物不發(fā)生徑向流動(dòng)、炸藥在沖擊波波陣面后反響區(qū)釋放出的能量全部都用來(lái)支持沖擊波的傳播時(shí)，爆轟波以最大速度傳播，這時(shí)的爆速叫理想爆速。實(shí)際上

2、，炸藥是很難到達(dá)理想爆速的，炸藥的實(shí)際爆速都低于理想爆速。影響爆速的因素主要有以下幾方面。藥包直徑的影響當(dāng)爆轟波沿直徑有限的藥柱軸向傳播時(shí)，除在爆轟波反響區(qū)中有化學(xué)反響的放熱過(guò)程之外，同時(shí)還存在著能量的耗散過(guò)程。前面已經(jīng)提到，爆轟波波陣面壓力可達(dá)數(shù)千至數(shù)萬(wàn)兆帕。因此，爆轟氣體產(chǎn)物必然要發(fā)生徑向膨脹。這種徑向膨脹引起向反響區(qū)內(nèi)傳播的徑向稀疏波，結(jié)果造成反響區(qū)中能量向外耗散。爆轟波傳播過(guò)程中，面后的高壓氣體產(chǎn)物也要向后膨脹而產(chǎn)生軸向稀疏波。但是由于面處具有這一條件，所以后面的這種軸向稀疏波不能傳入反響區(qū)內(nèi)，因而不會(huì)引起能量損失，因此，徑向稀疏波是爆轟波沿藥包傳播過(guò)程中能量損失的最主要原因。通常實(shí)際

3、使用的藥柱的直徑都是有限尺寸的，因此，總是存在著產(chǎn)物的徑向膨脹及因此而引起的能量損失。這樣，化學(xué)反響區(qū)所釋放出的能量只有一小局部被用來(lái)支持爆轟波的傳播，從而引起爆轟波陣面壓力的下降和爆速的減小。圖是幾種炸藥的爆速隨藥包直徑變化關(guān)系的實(shí)測(cè)結(jié)果。比擬圖中曲線、即可看出，在密度一樣的條件下，同梯恩梯相比，銨梯混合炸藥的理想爆轟爆速都較低，而臨界直徑和極限直徑都較大，并且臨與極之間關(guān)系的特點(diǎn)更為明顯。圖藥包直徑對(duì)爆速的影響梯恩梯；梯恩梯硝酸銨；梯恩梯；梯恩梯硝酸銨；硝酸銨硝化甘油；硝酸銨圖粒狀銨油炸藥爆速隨藥包直徑變化表及表分別列出一些炸藥的臨界直徑值和極限直徑值。必須指出，這些值將隨測(cè)定條件不同而變

4、化。表一些炸藥的臨界直徑值炸藥名稱臨炸藥名稱臨氮化鉛巖石硝銨炸藥太安梯恩梯黑索金硝酸銨表一些炸藥的極限直徑值炸藥名稱炸藥密度極熔鑄梯恩梯梯恩梯梯恩梯黑索金熔鑄梯恩梯硝酸銨及以它為主要成分的低感度混合炸藥極限直徑都很大，甚至到達(dá)以上。圖是實(shí)際測(cè)得的粒狀銨油炸藥爆速隨藥包直徑變化的關(guān)系。它說(shuō)明，在試驗(yàn)中所取藥包直徑范圍內(nèi)，爆速隨藥包直徑的增大而不斷上升，一直到時(shí)仍未到達(dá)理想爆轟，即極。因此，可以認(rèn)為，對(duì)于這類炸藥藥包直徑宜大不宜小，而礦山常用藥包直徑往往小于極限直徑，致使炸藥能量不能充分釋放出來(lái)，能量利用率低。藥包外殼的影響藥包外殼對(duì)傳爆過(guò)程影響很大，裝有鞏固的外殼可以使炸藥的臨界直徑值減小。例如

5、，硝酸銨的臨界直徑本是，但在厚的內(nèi)徑的鋼管中也能穩(wěn)定傳爆。這是由于鞏固的外殼減小了徑向膨脹所引起的能量損失。試驗(yàn)研究說(shuō)明，對(duì)于爆轟壓力高的炸藥，對(duì)臨的影響起主導(dǎo)作用的不是外殼材料強(qiáng)度而是材料的密度或質(zhì)量。爆轟時(shí)，密度大的外殼徑向移動(dòng)困難，因此可以減小徑向能量損失。對(duì)于爆轟壓力低的炸藥，外殼強(qiáng)度的影響也是重要的。在藥包直徑小于極限直徑時(shí)，外殼對(duì)于藥包穩(wěn)定傳爆的影響顯著，而當(dāng)大于極時(shí)，外殼的影響不顯著。裝藥密度的影響單體猛炸藥和工業(yè)混合炸藥的裝藥密度，對(duì)傳爆過(guò)程有不同的影響。圖說(shuō)明梯恩梯爆速變化與裝藥密度的關(guān)系。裝藥密度增大，爆速也隨之增大，兩者呈直線關(guān)系。對(duì)于混合炸藥那么不然，爆速同裝藥密度的關(guān)

6、系，如圖所示。爆速隨裝藥密度的增大而增加，但在密度增大到某一定值時(shí)，爆速到達(dá)它的最大值，這一密度被稱為最正確密度。此后，密度進(jìn)一步增大，爆速反而下降，而且當(dāng)密度大到超過(guò)某一極限值時(shí)，就會(huì)發(fā)生所謂“壓死現(xiàn)象，即不能發(fā)生穩(wěn)定爆轟。這一密度稱為極限密度極，也有稱為“壓死密度。圖所示為兩 種 不 同 直 徑 的 藥 包 的 爆 速 隨 密 度 變 化，而 在 密 度 分 別 為和時(shí)，直徑的和直徑的藥包的爆速到達(dá)最大值。 圖梯恩梯的裝藥密度對(duì)爆速的影響圖混合炸藥裝藥密度對(duì)爆速的影響藥包直徑；藥包直徑關(guān)系曲線出現(xiàn)極大值的原因同混合炸藥傳爆機(jī)理有關(guān)。在起爆能作用下由氧化劑和復(fù)原劑組成的混合炸藥的各組分先以不

7、同速度單獨(dú)進(jìn)展分解，然后由分解出的氣體相互作用完成爆轟反響。這樣，除炸藥各組分顆粒大小、與混合均勻程度對(duì)此有很大影響外，裝藥密度也是個(gè)重要因素。裝藥密度過(guò)大，那么炸藥各組分顆粒間的空隙過(guò)小，不利于各組分分解出的氣體相互混合和反響，結(jié)果導(dǎo)致反響速度下降直至爆轟熄滅。就一種炸藥而言，極限密度并不是一個(gè)定值，它受炸藥顆粒大小、混合均勻程度、含水量大小、藥包直徑以及外殼約束條件等因素的影響而變化很大。因此，增大炮孔裝藥密度雖是提高炸藥威力的途徑之一，但必須同時(shí)采取加大藥包直徑和炮孔直徑，以及加強(qiáng)藥包外殼約束條件或加強(qiáng)起爆能等措施，使裝藥密度在極限密度以下以保證穩(wěn)定傳爆。炸藥粒度的影響對(duì)于同一種炸藥，粒

8、度不同，化學(xué)反響的速度不同，其臨界直徑、極限直徑和爆速也不同，但粒度的變化并不影響炸藥的極限爆速。一般情況下，減小炸藥粒度能夠提高化學(xué)反響速度，減小反響時(shí)間和反響區(qū)厚度，從而減小臨界直徑和極限直徑，爆速增高。但混合炸藥中不同成分的粒度對(duì)臨界直徑的影響不完全一樣。其敏感成分的粒度越細(xì)，臨界直徑越小，爆速越高；而相對(duì)鈍感成分的粒度越細(xì)，臨界直徑增大，爆速相應(yīng)減小，但粒度細(xì)到一定程度后，臨界直徑又隨粒度減小而減小，爆速也相應(yīng)增大。起爆沖能的影響起爆沖能不會(huì)影響炸藥的理想爆速，但要使炸藥到達(dá)穩(wěn)定爆轟，必須供應(yīng)炸藥足夠的起爆能，且激發(fā)沖擊波速度必須大于炸藥的臨界爆速。試驗(yàn)研究說(shuō)明：起爆能量的強(qiáng)弱，能夠使

9、炸藥形成差異很大的高爆速或低爆速穩(wěn)定傳播，其中高爆速即是炸藥的正常爆轟。例如，當(dāng)梯恩梯密度，裝藥直徑，顆粒直徑為在強(qiáng)起爆能起爆時(shí)爆速為，而在弱起爆條件下爆速僅為。裝藥直徑為的硝化甘油，用號(hào)雷管起爆時(shí)的爆速為，而用號(hào)雷管起爆時(shí)的爆速為以上。低速爆轟是一種比擬特殊的現(xiàn)象，目前還難以從理論上加以明確解釋。一般認(rèn)為，低速爆轟現(xiàn)象主要出現(xiàn)在以外表反響機(jī)理起主導(dǎo)作用的非均質(zhì)炸藥中，這樣的炸藥對(duì)沖擊波作用很敏感，能被較低的初始沖能引爆，但由于初始沖能低，爆轟化學(xué)反響不完全，相當(dāng)多的能量都是在面之后的燃燒階段放出，用來(lái)支持爆轟傳播的能量較小，因而爆速較低。溝槽效應(yīng) 溝槽效應(yīng)現(xiàn)象溝槽效應(yīng)，也稱管道效應(yīng)、間隙效應(yīng)

10、，就是當(dāng)藥卷與炮孔壁間存在有月牙形空間時(shí)，爆炸藥柱所出現(xiàn)的自抑制能量逐漸衰減直至拒熄爆的現(xiàn)象。實(shí)踐說(shuō)明，在小直徑炮孔爆破作業(yè)中這種效應(yīng)相當(dāng)普遍地存在著，是影響爆破質(zhì)量的因素之一。隨著研究工作的不斷深入，人們逐步認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題的重要性。近年來(lái)我國(guó)和美國(guó)等均已將溝槽效應(yīng)視為工業(yè)炸藥的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。測(cè)試結(jié)果說(shuō)明，在各種礦用炸藥中，乳化炸藥的溝槽效應(yīng)是比擬小的，也就是說(shuō)在小直徑炮孔中乳化炸藥的傳爆長(zhǎng)度是相當(dāng)長(zhǎng)的。表列出了我國(guó)系列乳化炸藥等和美國(guó)埃列克化學(xué)公司埃列米特系列炸藥的溝槽效應(yīng)測(cè)試值。為便于比擬，在表中還同時(shí)列入了號(hào)巖石銨梯炸藥的溝槽效應(yīng)值。表一些炸藥的溝槽效應(yīng)值國(guó)別中國(guó)美國(guó)炸藥牌號(hào)及類型系

11、列乳化炸藥型乳化炸藥號(hào)巖石銨梯炸藥 型鋁粉敏化的漿狀炸藥型乳化炸藥 型晶型控制的漿狀炸藥型硝酸甲 胺 敏 化 的漿狀炸藥溝槽效應(yīng)值傳爆長(zhǎng)度試驗(yàn)條件取內(nèi)徑為、長(zhǎng)的聚氯乙烯塑料管或鋼管，然后將的受試藥卷一個(gè)連著一個(gè)地放入其中，用一只號(hào)雷管起爆爆破作業(yè)中的溝槽效應(yīng)已為人們所熟知。對(duì)于這種現(xiàn)象的通常解釋是：爆炸產(chǎn)物壓縮藥卷和孔壁之間的間隙中的空氣，產(chǎn)生沖擊波，它超前于爆轟波并壓縮藥卷，抑制爆轟。與這一解釋不同，美國(guó)埃列克化學(xué)公司的 庫(kù)克、尤迪等人對(duì)此進(jìn)展了一系列試驗(yàn)后認(rèn)為，溝槽效應(yīng)是由于藥卷外部炸藥爆轟產(chǎn)生的等離子體引起的。這就是說(shuō)，炸藥起爆后在爆轟波陣面的前方有一等離子層離子光波，對(duì)后面未反響的藥卷

12、表層產(chǎn)生壓縮作用見(jiàn)圖，阻礙該層炸藥的完全反響。等離子波陣面和爆轟波陣面分開(kāi)得越大，或者等離子波越強(qiáng)烈，這個(gè)表層穿透得就越深，能量衰減得就越大。隨著等離子波的進(jìn)一步增強(qiáng)，就會(huì)引起后面藥包爆轟的熄滅。利用圖所示的裝置可以同時(shí)測(cè)出藥卷爆炸時(shí)的爆轟速度和爆轟波陣面前方的等離子光波的速度。圖所示的裝置可以用來(lái)測(cè)定藥卷的側(cè)向壓力和爆速，將炸藥引爆后觀察鉛板被沖擊的痕跡來(lái)確定有無(wú)溝槽效應(yīng)及炸藥傳爆長(zhǎng)度。測(cè)量結(jié)果說(shuō)明，等離子光波的速度約為左右。圖在小直徑炮孔中等離子效應(yīng)對(duì)未反響的炸藥卷影響的簡(jiǎn)圖圖測(cè)量藥卷爆轟速度和等離子光波速度的試驗(yàn)圖測(cè)定側(cè)向壓力和爆速試驗(yàn)示意圖利用寬，長(zhǎng)的鑒定鉛板進(jìn)展剖面圖；側(cè)視圖上述兩種

13、關(guān)于溝槽效應(yīng)的解釋都是目前流行的，應(yīng)該說(shuō)也都有一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，但還需要進(jìn)一步開(kāi)展、完善和統(tǒng)一。 溝槽效應(yīng)的影響因素一般地說(shuō)，溝槽效應(yīng)是與炸藥配方、物理結(jié)構(gòu)、包裝條件和加工工藝有關(guān)的。由于乳化炸藥是用乳化技術(shù)制備的，使其具有極細(xì)的油包水型物理內(nèi)部構(gòu)造，氧化劑與可燃劑以近似分子大小的距離彼此嚴(yán)密接觸著，爆轟傳遞迅速，其爆速接近或超過(guò)等離子波的速度，等離子體的超前壓縮作用不再存在。按照尤迪等人的理論，乳化炸藥的溝槽效應(yīng)是很小的，甚至是不存在的。但是由于含敏化氣泡的乳化炸藥，隨著貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，爆速等爆炸性能的衰減，其溝槽效應(yīng)也會(huì)逐漸顯著起來(lái)。實(shí)踐說(shuō)明，工藝控制條件的變更對(duì)于乳化炸藥的質(zhì)量有著明顯的影

14、響。就溝槽效應(yīng)而言，但凡能改善和增強(qiáng)乳化混合條件的工藝因素如增大剪切強(qiáng)度，都能提高乳化炸藥的質(zhì)量，減少其溝槽效應(yīng)。不同的包裝條件也會(huì)影響乳化炸藥的溝槽效應(yīng)，例如增大藥卷外殼的強(qiáng)度會(huì)使乳化炸藥的溝槽效應(yīng)顯著減少，甚至消除。這是由于增強(qiáng)約束條件，不僅提高了乳化炸藥的爆速，而且抵御了等離子體的壓縮穿透作用。研究結(jié)果說(shuō)明，以下技術(shù)措施可以減少或消除溝槽效應(yīng)，改善爆破效果： 化學(xué)技術(shù)，選用不同的包裝涂覆物，如柏油瀝青、石蠟、蜂蠟等。 調(diào)整炸藥配方和加工工藝，以縮小炸藥爆速與等離子體速度間的差值。 堵塞等離子體的傳播：一是在炮孔中的每個(gè)藥卷間插上一層塑料薄板或填上炮泥；二是用水或有機(jī)泡沫充填炮孔與藥卷之間

15、的月牙形間隙。 增大藥卷直徑。 沿藥包全長(zhǎng)放置導(dǎo)爆索起爆。 采用散裝技術(shù)，使炸藥全部充填炮孔不留間隙，當(dāng)然就沒(méi)有超前的等離子層存在。爆速測(cè)定方法炸藥的爆速是衡量炸藥爆炸性能的重要標(biāo)志之一，也是目前可以比擬準(zhǔn)確測(cè)定的一個(gè)爆轟波參數(shù)。爆速的準(zhǔn)確測(cè)量為檢驗(yàn)爆轟理論的正確性提供了依據(jù)，在炸藥應(yīng)用研究上具有重要的意義。測(cè)定爆速的方法有很多種，按其原理可分為導(dǎo)爆索法、電測(cè)法和高速攝影法三大類。圖導(dǎo)爆索法測(cè)爆速雷管；藥包；導(dǎo)爆索；鉛板導(dǎo)爆索法這是一種古老而簡(jiǎn)便的比照測(cè)定方法，又叫道特里士法，其原理是利用爆速的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)爆索同待測(cè)炸藥卷相比擬，求出待測(cè)炸藥一段長(zhǎng)度內(nèi)的平均爆速，測(cè)定方法如圖所示。取一定長(zhǎng)度通?？扇?/p>

16、左右的導(dǎo)爆索，兩端分別插入待測(cè)藥包中的、兩點(diǎn)距離為通常取。藥包直徑，長(zhǎng)，一端可將起爆雷管插入。將導(dǎo)爆索的中點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)鉛板厚、寬約、長(zhǎng)約上的刻點(diǎn)標(biāo)記，并用細(xì)繩捆住鉛板上的導(dǎo)爆索段。起爆后，爆轟波從起爆端沿藥包傳播，首先到達(dá)點(diǎn)，并立即引爆端導(dǎo)爆索。沿藥包繼續(xù)傳播的爆轟波經(jīng)為待測(cè)炸藥包爆速時(shí)間之后到達(dá)點(diǎn)，引起端導(dǎo)爆索起爆。兩股爆轟波在導(dǎo)爆索中段相遇時(shí)，由于波疊加的結(jié)果，在鉛板上兩波相遇處留下較深爆痕。設(shè)爆痕的位置為 點(diǎn)，它至導(dǎo)爆索中點(diǎn) 的距離為。從 點(diǎn)到 點(diǎn)兩條不同的爆轟波路徑所費(fèi)時(shí)間是一樣，即或索索化簡(jiǎn)，得 索式中索為導(dǎo)爆索爆速。導(dǎo)爆索法測(cè)爆速簡(jiǎn)便易行，不需用貴重儀器，至今仍廣泛應(yīng)用。此法的準(zhǔn)確度不高

17、，相對(duì)誤差為。為了防止引爆端不穩(wěn)定爆轟速度帶來(lái)的誤差，點(diǎn)應(yīng)選擇在離起爆端一定距離處，這個(gè)距離可取為藥包直徑的倍。電測(cè)法這種方法是采用電子儀表記錄爆轟波在藥包中傳播的時(shí)間，量取相應(yīng)區(qū)間的距離，算出爆速。常用的儀器有光線示波器和數(shù)字式爆速儀等。 示波器記時(shí)法。測(cè)試原理框圖如圖所示。在藥包、兩點(diǎn)處各插入一對(duì)電離探針，探針用細(xì)金屬導(dǎo)線制成，每對(duì)探針的間隙為左右。藥包起爆后，爆轟波到達(dá)點(diǎn)時(shí)，爆轟氣體產(chǎn)物因電離而具有良好的導(dǎo)電性，使探針導(dǎo)通，通過(guò)脈沖信號(hào)器上電容放電給示波器輸入一個(gè)脈沖信號(hào)。同樣，當(dāng)爆轟波傳播到點(diǎn)時(shí)，示波器又獲得一個(gè)脈沖信號(hào)。根據(jù)熒光屏上先后顯示的兩個(gè)脈沖的間距，比照下面的時(shí)標(biāo)圖，即可算出

18、從第一個(gè)脈沖到第二個(gè)脈沖所經(jīng)歷的時(shí)間。用、間距離除以記錄所得時(shí)間即得平均爆速值。圖示波器測(cè)定爆速測(cè)定裝置；熒光屏上波形，探針；藥包；脈沖信號(hào)發(fā)生器電路；示波器；雷管；脈沖信號(hào)；時(shí)標(biāo) 數(shù)字式爆速儀測(cè)爆速法。這種方法的根本原理同上，不同的是可將獲得的電信號(hào)輸送到有關(guān)裝置以數(shù)字直接顯示爆轟波通過(guò)兩點(diǎn)間所費(fèi)時(shí)間。這種爆速儀體積小，重量輕，精度高，攜帶方便，可以一次同時(shí)測(cè)定多段區(qū)間的爆速。高速攝影法這種方法的原理是利用爆轟瞬間發(fā)生的光效應(yīng)，通過(guò)高速攝影裝置將爆轟波傳播過(guò)程記錄下來(lái)，經(jīng)分析運(yùn)算即可獲得爆速值。攝影儀由光學(xué)系統(tǒng)、同步系統(tǒng)和掃描裝置三局部組成。圖為高速攝影儀測(cè)定爆速的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。測(cè)定時(shí)，將

19、待測(cè)藥包豎直放置于距透鏡一定距離處。利用同步系統(tǒng)在轉(zhuǎn)鏡以給定角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)使藥包爆炸。起爆后，炸藥爆炸的強(qiáng)烈光束經(jīng)狹縫和透鏡聚射到轉(zhuǎn)鏡掃描器的鏡片上，掃描器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)又將光束反射到感光膠片上。爆轟自上往下進(jìn)展，轉(zhuǎn)鏡那么橫向進(jìn)行掃描。如果藥包上各點(diǎn)爆速均為定值，那么膠片感光、顯影、定影并展開(kāi)后，光跡線是一根具有一定斜率的直線圖。圖中應(yīng)該是轉(zhuǎn)鏡停頓時(shí)的光跡。此時(shí)光跡的速度等于為攝影儀放大倍數(shù)， 為爆速。由于轉(zhuǎn)鏡同步旋轉(zhuǎn)，故實(shí)際印在膠片上的光跡為，其水平速度分量為。那么是其豎直分量。因此，根據(jù)的斜率即可求得爆速。因?yàn)樗允街斜偎椒至浚粸楣廑E傾角，從膠片上量得。圖高速攝影儀轉(zhuǎn)鏡掃描的光學(xué)系統(tǒng)藥包；、透鏡

20、；狹縫；反射鏡；膠片圖膠片展開(kāi)光跡圖圖炸藥爆炸做功示意圖假設(shè)炸藥各點(diǎn)瞬時(shí)爆速有變化，那么光跡線就是一根曲線。根據(jù)曲線上任意一點(diǎn)的斜率即可求得相應(yīng)點(diǎn)炸藥的瞬時(shí)爆速。高速攝影法測(cè)爆速的準(zhǔn)確度，誤 差 小于。威力炸藥做功能力炸藥做功能力是衡量炸藥威力的重要指標(biāo)之一，通常以爆炸產(chǎn)物絕熱膨脹直到其溫度降至炸藥爆炸前的溫度時(shí)，對(duì)周圍介質(zhì)所做的功來(lái)表示。圖表示了炸藥做功的理想過(guò)程。求算炸藥所做的功值，一般均假設(shè)炸藥在做功過(guò)程中沒(méi)有熱量損失，熱能全部轉(zhuǎn)變成機(jī)械功。按照熱力學(xué)定律，此種功值可按下式計(jì)算 式中炸藥的爆熱；熱轉(zhuǎn)變成功的效率；爆炸產(chǎn)物膨脹前的體積，即等于爆炸前炸藥的體積；爆炸產(chǎn)物膨脹到常溫時(shí)的體積，數(shù)

21、值上約等于炸藥的比容，；絕熱指數(shù)。上述關(guān)系式所表述的物理意義可以概括如下： 炸藥的最大做功能力與炸藥爆熱有關(guān)，它隨爆熱的增大而增大。 炸藥的實(shí)際做功能力，除爆熱外，還與比容有關(guān)。比容越大，效率越高。 絕熱指數(shù)： 其實(shí)，進(jìn)展爆破作業(yè)時(shí)，實(shí)際的有效功只占其中很小局部，這是由于： 炸藥爆炸的側(cè)向飛散，帶走局部未反響的炸藥。這局部損失叫做化學(xué)損失，裝藥直徑越小，化學(xué)損失相對(duì)越大。 爆炸過(guò)程有熱損失。如爆炸過(guò)程中的熱傳導(dǎo)、熱輻射及介質(zhì)的塑性變形等等，都造成熱損失。這局部熱損失往往占炸藥總放熱量的一半左右。 一局部無(wú)效機(jī)械功消耗在巖石的振動(dòng)、拋擲和在空氣中形成空氣沖擊波上。如圖所示，為炸藥具有的總能量與爆

22、轟反響后，產(chǎn)生能量的各種形式，可見(jiàn)炸藥爆轟產(chǎn)生的能量和完成爆炸功形式的多樣性。所以，剩下來(lái)的有效機(jī)械功一般只占炸藥總能力的左右。在工程爆破中通常使用相對(duì)威力的概念，所謂相對(duì)威力系指以某一熟知的炸藥如銨油炸藥的威力作為比擬的標(biāo)準(zhǔn)。以單位重量炸藥相比擬的，那么稱為相對(duì)重量威力；以單位體積炸藥相比擬的，那么稱為相對(duì)體積威力。在選用含水炸藥作為設(shè)計(jì)爆破參數(shù)的依據(jù)時(shí)，一般應(yīng)以相對(duì)體積威力來(lái)衡量比擬適宜。炸藥威力測(cè)定方法炸藥的威力在理論上雖然可以近似地用炸藥爆炸做功的能力表示，但是實(shí)際上炸藥在巖石中爆炸后終究做了多少功，很難用理論計(jì)算法和實(shí)測(cè)的方法求得。因此在工程爆破中，為了比擬不同炸藥的做功能力，通常采

23、用一種規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法所得的結(jié)果，用來(lái)衡量不同炸藥爆炸做功的相對(duì)指標(biāo)，但不表示炸藥爆炸真正所做的功。炸藥的爆力是表示炸藥爆炸做功的一個(gè)指標(biāo)，它表示炸藥在介質(zhì)內(nèi)爆炸時(shí)對(duì)介質(zhì)產(chǎn)生的整體壓縮、破壞和拋移的做功能力。爆力的大小取決于炸藥的爆熱、爆溫和爆炸生成氣體體積。炸藥的爆熱、爆溫愈高，生成氣體體積愈多，那么爆力就愈大。炸藥爆力測(cè)定方法有三種。圖炸藥爆炸前后的鉛柱形狀與尺寸單位：爆炸前的鉛柱；爆炸后的擴(kuò)孔鉛鑄擴(kuò)孔法又稱特勞茨鉛柱試驗(yàn)。鉛柱是用精鉛熔鑄成的圓柱體，其尺寸規(guī)格如圖所示。試驗(yàn)時(shí)，稱取炸藥，裝入錫箔紙筒內(nèi)，然后插入雷管，一起放入鉛柱孔的底部，上部空隙用干凈的并且經(jīng)孔篩篩過(guò)的石英砂填滿。爆炸后，

24、圓孔擴(kuò)大成如圖所示的梨形。用量筒注水測(cè)出的爆炸前后孔的體積差值，以此數(shù)值來(lái)比擬各種炸藥的威力。在規(guī)定的條件下測(cè)得擴(kuò)孔值大的炸藥，其爆力就大。習(xí)慣上，將鉛柱擴(kuò)孔值稱為爆力。為了便于統(tǒng)一比擬，量出的擴(kuò)孔值要做如下修正： 試驗(yàn)時(shí)規(guī)定鉛柱溫度為，不在該溫度下試驗(yàn)時(shí)，可按以下數(shù)據(jù)修正：溫度修正量 雷管本身的擴(kuò)孔量應(yīng)從擴(kuò)孔值中除去，可先用一個(gè)雷管在一樣條件下做空白試驗(yàn)。應(yīng)該指出，這種試驗(yàn)方法所測(cè)得的值，并非炸藥做功的數(shù)值，而是一個(gè)用毫升表示的只有相比照擬意義的數(shù)值。由于鉛柱對(duì)爆炸的抵抗力隨壁厚減薄而減少，這個(gè)擴(kuò)大值并不與炸藥的威力成正比。威力小的炸藥的爆力常偏小，威力大的偏高。如黑火藥僅約，而黑索金那么高

25、達(dá)，其實(shí)彼此間的做功能力并不相差倍。此外，鉛柱的鑄造質(zhì)量對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響也較明顯。盡管如此，由于試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單方便，所以在生產(chǎn)上仍普遍采用。彈道臼炮法彈道臼炮試驗(yàn)裝置原理如圖所示。炸藥爆炸后，爆轟產(chǎn)物膨脹做功分為兩局部，一局部把炮彈拋射出去，另一局部使擺體擺動(dòng)一個(gè)角度，擺體受到的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能。這兩局部功的和即是炸藥所做的膨脹功。即有 圖彈道臼炮試驗(yàn)臼炮體；標(biāo)準(zhǔn)室；活塞式炮彈體式中炸藥爆炸對(duì)擺體做的功；炸藥爆炸對(duì)炮彈做的功；擺體重力；擺長(zhǎng)，即擺體重心到回轉(zhuǎn)中心的距離；炮彈量力；擺體擺動(dòng)角度；擺的構(gòu)造常數(shù)。通過(guò)試驗(yàn)所得到的擺角，可計(jì)算出炸藥所做的功。常用種指標(biāo)來(lái)反映各種炸藥的做功能力：一是質(zhì)量強(qiáng)度，

26、即單位質(zhì)量炸藥所做的功；二是體積強(qiáng)度，即單位體積炸藥所做的功；三是梯恩梯當(dāng)量，即以單位體積梯恩梯炸藥所做的功為標(biāo)準(zhǔn)值，其他炸藥所做的功與梯恩梯相比，比值的百分?jǐn)?shù)即為梯恩梯當(dāng)量值。用這種方法測(cè)得的炸藥做功能力指標(biāo)為炸藥做功能力的絕對(duì)值，但需要體積較大的試驗(yàn)裝置。爆破漏斗法試驗(yàn)時(shí)在均勻的介質(zhì)中設(shè)置一個(gè)炮孔，將一定量的被試炸藥以一樣的條件裝入炮孔中，并進(jìn)展填塞，引爆后形成一個(gè)如圖所示的爆破漏斗。然后在地平面沿兩個(gè)互相垂直的方向測(cè)量漏斗的直徑，取其平均值，并同時(shí)測(cè)量漏斗的可見(jiàn)深度。爆破漏斗的容積可按下式計(jì)算。圖 爆破漏斗試驗(yàn) 式中為爆破漏斗容積；爆破漏斗底圓直徑；爆破漏斗的可見(jiàn)深度。爆破漏斗法是根據(jù)炸

27、藥在巖土中爆炸后形成的拋擲漏斗坑的大小，來(lái)判斷炸藥的做功能力的。當(dāng)巖土介質(zhì)一樣，試驗(yàn)條件一樣時(shí)，拋擲漏斗坑的大小便決定于炸藥的做功能力。通常用拋擲單位體積巖土的炸藥消耗量作指標(biāo)。這種方法的缺點(diǎn)是巖土性質(zhì)變化大，就是同一地點(diǎn)、同一種巖土，其力學(xué)性質(zhì)也不盡一樣。漏斗體積也較難測(cè)量準(zhǔn)確。因此這種方法誤差較大，重復(fù)性較差。但這種試驗(yàn)方法測(cè)得的指標(biāo)較為實(shí)用。猛度爆力相等的不同炸藥，對(duì)鄰接藥包的介質(zhì)的局部破壞作用卻可能不一樣。例如梯恩梯同阿馬托硝酸銨梯恩梯的爆力值大致一樣，可是梯恩梯對(duì)鄰近介質(zhì)的局部破壞能力卻比阿馬托大得多。此外，即使是藥量相等的同一種炸藥，兩個(gè)不同裝藥密度的藥包對(duì)鄰近介質(zhì)的局部破壞作用也

28、不一樣。這種差異主要是由于爆轟波的動(dòng)作用造成的。這種動(dòng)作用通常用“猛度測(cè)定值來(lái)表示。炸藥的猛度是指爆炸瞬間爆轟波和爆轟產(chǎn)物對(duì)鄰近的局部固體介質(zhì)的沖擊、撞碰、擊穿和破碎能力，它表征了炸藥的動(dòng)作用。它是用一定規(guī)格鉛柱被壓縮的程度來(lái)表示的。猛度的單位是。圖炸藥猛度測(cè)定方法導(dǎo)火索；雷管；炸藥；鋼片；鉛柱；鋼板；細(xì)繩；爆炸后的鉛柱測(cè)定炸藥猛度的方法如圖所示。稱取受試炸藥準(zhǔn)確到，裝入內(nèi)徑的紙筒內(nèi)紙厚，然后將炸藥壓制成中心有孔孔直徑，深而裝藥密度為的藥柱。藥柱上面放一中心穿孔的圓形紙板，以便插入并固定起爆雷管。用精制鉛澆鑄一鉛柱并車光外表，鉛柱的高，直徑。鉛柱置于厚度不小于，最短邊長(zhǎng)不小于的鋼板上。藥包與鉛

29、柱之間用厚度，直徑的鋼片隔開(kāi)。藥柱、鋼片和鉛柱的中心應(yīng)在同一軸線上。用鋼板上的細(xì)繩固定這個(gè)相關(guān)位置。分別測(cè)量爆炸前、后鉛柱的平均高度，其高度差即為所求猛度值這種試樣平行作兩個(gè)測(cè)定，取其平均值，準(zhǔn)確到，平均誤差不應(yīng)超過(guò)。猛度可理解為炸藥動(dòng)作用的強(qiáng)度，顯示了炸藥做功功率和爆炸沖擊波和應(yīng)力波的強(qiáng)度，是衡量炸藥爆炸特性及爆炸作用的重要指標(biāo)。對(duì)某種爆破介質(zhì)，如果爆炸的總作用采用總沖量來(lái)表示，那么炸藥猛度可用動(dòng)作用階段給出的沖量，即爆炸總沖量的先頭局部來(lái)確定。這局部沖量主要取決于炸藥的爆轟壓力爆轟壓力。因此，炸藥的密度和爆速 愈高，猛度也愈高。聚能效應(yīng)聚能現(xiàn)象投石于水中，水內(nèi)首先形成空洞，此后，水向空洞中

30、心運(yùn)動(dòng)，使空洞迅速閉合。在閉合瞬間，相向運(yùn)動(dòng)的水發(fā)生碰撞、制動(dòng)，產(chǎn)生很高壓力，將水向上拋出，形成一股高速運(yùn)動(dòng)的水流見(jiàn)圖。這是日常生活中能觀察到的一種聚能現(xiàn)象。這種靠空穴閉合產(chǎn)生沖擊、高壓，并將能量集中起來(lái)，在一定方向上形成較高能流密度的聚能流效應(yīng)，稱為空穴效應(yīng)。根據(jù)這樣的規(guī)律，利用爆炸產(chǎn)物運(yùn)動(dòng)方向與裝藥外表垂直或大致垂直的規(guī)律，做成特殊形狀的裝藥，也能使爆炸產(chǎn)物聚集起來(lái)，提高能流密度，增強(qiáng)爆炸作用，這種現(xiàn)象稱為炸藥的聚能效應(yīng)。聚集起來(lái)朝著一定方向運(yùn)動(dòng)的爆炸產(chǎn)物，稱為聚能流。圖裝藥前端有空穴時(shí)聚能流的形成聚能裝藥如果將裝藥前端即與起爆端相對(duì)的一端做成空穴，那么當(dāng)爆轟波傳至空穴外表時(shí)，爆轟產(chǎn)物將改

31、變運(yùn)動(dòng)方向變成大致垂直空穴外表，就會(huì)在裝藥軸線上聚集、碰撞，產(chǎn)生高壓，并在軸線方向上形成向前高速運(yùn)動(dòng)的爆炸產(chǎn)物聚能流見(jiàn)圖中的陰影。由圖可以看到，聚能流在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其截面最初縮小，然后擴(kuò)大。在截面最小處，聚能流的運(yùn)動(dòng)速度和能流密度最大。最小截面至裝藥端面的距離稱為聚能流的焦距。在焦距處，聚能流的破壞作用和穿透能力最大。事實(shí)上，這種構(gòu)造的聚能裝藥，其聚能流的焦距較小，而且焦距處聚能流截面較大，不能明顯增強(qiáng)破壞作用和穿透能力。假設(shè)將聚能穴襯以金屬制成藥形罩，那么當(dāng)爆轟波傳至藥形罩時(shí)，向裝藥軸向聚集的爆炸產(chǎn)物將壓縮藥形罩使其閉合見(jiàn)圖。在藥形罩閉合過(guò)程中，由于碰撞產(chǎn)生極高壓力，使金屬變成液體，并有一局部液體金屬形成沿軸線方向向前射出的一股高速、高密度的細(xì)金屬射流。剩余的液體金屬形成較粗的杯體，稱為杵體，以較低的速度尾隨在射流后面運(yùn)動(dòng)。射流頭部運(yùn)動(dòng)速度最大，尾部運(yùn)動(dòng)速度最小。因此，射流在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將不斷被拉長(zhǎng)、拉細(xì)。當(dāng)射流頭部運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)一定限度后約，射流將不再延續(xù)，而開(kāi)場(chǎng)斷裂、分散，使截面增大，射流速度減小。分散的射流會(huì)像隕星那樣很快被燒掉。連續(xù)射流的頭部距裝藥端面的距離稱為射流焦距，在焦距處，金屬射流的穿透能力最大。圖襯有金屬藥形罩的聚能裝藥及金屬射流的形式藥形罩聚能罩；爆轟波陣面；杵體；射流聚能裝藥的穿