爆炸空氣沖擊波的研究

關(guān)于爆破空氣沖擊波的研究1：空氣沖擊波炸藥在空氣中爆炸時，會將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生高溫高壓的爆轟氣體。由于空氣初始的大氣壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于爆炸所產(chǎn)生的，所以周圍的空氣會被急劇的壓縮，此時，密度和壓強都會有跳躍式的升高，緊接著，會立刻迫使空氣離開它原來的位置。在空氣的前沿產(chǎn)生了一個壓縮狀態(tài)的空氣層，這個空氣層會對周圍的建筑物產(chǎn)生巨大的傷害。這樣一種能使介質(zhì)的壓力、密度、速度等參數(shù)發(fā)生急劇變化，產(chǎn)生陡立的波陣面，形成非周期性的脈沖，并以超音速傳播的機械波叫做沖擊波。沖擊波雖然以極高的速度傳播，在運動的過程中由于能量的傳遞和損耗，速度衰減得很快，當(dāng)波陣面壓力降至周圍氣體壓力時，波陣面并沒有停止運動，由于慣性作用而繼續(xù)運動，一直到速度衰減為零。此時，波陣面的平均壓力低于周圍介質(zhì)的壓力，會出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)，出現(xiàn)負(fù)壓后，周圍介質(zhì)反過來對波陣面進行第一次壓縮，使其壓力不斷增加。因此，沖擊波傳播過程中波陣面壓力是迅速衰減的，并且初始階段衰減快，后期衰減漸緩。理想爆炸波與時間曲線2:稀疏波介質(zhì)狀態(tài)參數(shù)壓力P，密度ρ，溫度T均下降的波，特點是質(zhì)點的移動方向與波的傳播方向相反，弱擾動。由它的性質(zhì)得：；由布羅德的理論工作和試驗研究可近似關(guān)系，帶入數(shù)據(jù)：3:超壓計算炸藥在空氣自由場中爆炸時，影響空氣爆炸沖擊波波陣面超壓如的因素主要有：炸藥的能量E0，空氣初始狀態(tài)下的壓力P0，密度以及傳播的距離R,用數(shù)學(xué)形式可表示:。一般來說，炸藥的能量可用其質(zhì)量乘以爆熱，將上式化作爆炸相似律公式，可表達為：Qv為爆熱，指炸藥在爆炸分解時釋放出的熱量。爆熱等于炸藥的反應(yīng)熱，與爆炸產(chǎn)物的生成熱之差。爆熱是氣體膨脹做功的能源。銨油炸藥的成分為硝酸銨，其爆熱為，1438超壓峰值的計算其中：R為測點爆心距，單位：m；W為TNT裝藥質(zhì)量，單位：kg。如果裝藥不是TNT，則裝藥質(zhì)量可以根據(jù)爆熱換算成TNT當(dāng)量。取TNT的爆熱為4.184x106J/kg，換算公式為：因為，所以銨油炸藥的裝藥質(zhì)量為：對所求藥包超壓進行積分運算：積分后的結(jié)果為0.19。4：爆炸波爆炸波（沖擊波和稀疏波）與時間的關(guān)系可用下面的解析關(guān)系式表達：，函數(shù)和常數(shù)，取決于超壓曲線的形狀和，之值。5：正負(fù)沖量的計算正、負(fù)相沖量是兩個非常重要的爆炸波參數(shù)。一般采取沖擊波峰值超壓和沖量I表征沖擊波的強度。如果求單位面積上所受到?jīng)_擊波作用的沖量，只需要求沖擊波峰超壓對時間的積分。炸藥形狀裝藥質(zhì)量（kg）超壓峰值比距離=1比距離=10球體1.711.190.0124圓柱體1.811.850.0114長方體0.232.990.00946：空氣沖擊波對目標(biāo)物的破壞當(dāng)空氣沖擊波作用于周圍的目標(biāo)物時，對它們可能產(chǎn)生不同程度的破壞和損傷造成直接的經(jīng)濟損失。目標(biāo)物的破壞程度不僅與爆炸源性質(zhì)，爆炸能量，沖擊距離，等因素有關(guān)，而且與目標(biāo)物的形狀，強度，彈性等因素有關(guān)。主要的影響因素：沖擊波波陣面上超壓峰值的大??；沖擊波的作用時間及作用壓力隨時間變化的性質(zhì)；目標(biāo)物所處的位置，及目標(biāo)物與沖擊波陣面的相對關(guān)系。目標(biāo)物的形狀和大??；目標(biāo)物的動力學(xué)性質(zhì)，如自振周期，阻尼系數(shù)等。7：空氣沖擊波超壓的控制措施超壓的控制有兩個方案，分別為“減源”與“削波”?！皽p源”控制措施應(yīng)該與影響因素相對應(yīng)，從提高爆炸能量利用率入手，具體措施如下：大規(guī)模爆破前應(yīng)盡量查明爆區(qū)巖石性質(zhì)和地質(zhì)條件，特別是巖石的波阻抗參數(shù)，各種地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)以及產(chǎn)狀等，選取與之較匹配的炸藥品種：一般炸藥的波阻抗小于巖石的波阻抗，可以采用增加裝藥密度的方法來提高炸藥的波阻抗，達到二者合理的匹配。確定合適的裝藥量十分關(guān)鍵，但由于巖石性質(zhì)和爆破條件的復(fù)雜性，條件允許時最好以現(xiàn)場試驗得到的炸藥單耗和總裝藥量。按被爆區(qū)的實際資料來確定合理的爆破參數(shù)，避免采用過大的最小抵抗線，做好爆破設(shè)計工作。提高爆破施工工藝,改善爆破條件，充分利用自由面，消除爆破夾制條件，減少炸藥單耗量。保證堵塞質(zhì)量和堵塞長度，采用合理的方法進行都塞。合理規(guī)定放炮時間,最好不要在早晨、傍晚或霧天放炮。綜合考慮爆區(qū)的地形，起爆時考慮