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2. 4 炸药的爆轰2.4.1 波的概念一般地说，波的形成是与扰动分不开的。
扰动就是在外界的作用下，介质的状态参数（压力、密度、温度等）发生局部变化。
扰动的传播，即介质状态改变的传播就是波。
传播扰动的物质统称为介质。
在物理学上波可以分成机械波和电磁波；数学上又将波分为双曲波和色散波。
机械波的本质是质点振动状态在介质中的传播过程。
机械波之所以形成，是因为介质的质点是相互联系，又相互作用着的，由于一个质点的振动，就牵连邻近质点随着振动，由近及远地传播出去。
也就是说，波的传播是上一层介质状态的改变引起下一层介质状态的改变。
波动从波源出发，在介质中向各个方向传播，在某一时刻由波动到达各点所连成的面称为波阵面，或说它是介质状态改变的分界面（扰动与未扰动区的分界面—波阵面）。
波阵面为平面就称为平面波，波阵面为柱面就称为柱面波，波阵面为球面就称为球面波。
波阵面的传播方向就是波的传播方向。
波阵面的移动速度（亦称扰动在介质中的传播速度）称为波速。
由于扰动而引起介质质点运动的速度称为质点速度。
2.4.2 声波声波是由于气体受到扰动之后产生的。
气体被扰动之后，破坏了其原有的平衡状态，就会逐步使扰动源周围的气体也受到扰动。
换言之，即以纵波的形式向四周传播出去。
如果扰动前后介质的状态参数变化量与原来的状态参数值相比很小，此时的扰动就称为弱扰动（微幅扰动）。
声波就是在可压缩介质中传播的弱扰动纵波。
其传播的速度称之为声速，通常用C 表示。
如果介质不同，那么，在其中传播的声速也不同。
声波在传播时，介质状态参数的变化是微小的、逐渐的和连续的。
声速决定于介质的初始状态（压力、密度、温度），而与扰动的变化量即幅值无关，因此，波的轮廓形状在波的传播过程中不发生改变。
在声波的传播过程中，因为波的传播速度极快，质点来不及和周围介质进行热交换，可以认为声波扰动的传播过程是绝热的。
又因为声扰动变化是微小的，内摩擦力是极为微小的数值（可以忽略），因此这个过程是可逆的。
隧道爆破施工技术目前，钻爆法(drilling blast method)由于对地质条件适应性强、开挖成本低，特别适合于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工。
钻爆法仍是隧道掘进的主要手段。
虽然我国也在引进全断面隧道掘进机(tunnel boring machine)，但是根据我国的国情，钻爆法与掘进机在相当长的时间内将同时并存和使用，而且在隧道掘进机及高压射流等新的岩石开挖技术进一步发展的同时，隧道爆破技术也会随着钻孔机具的不断改进、爆破器材的日益发展而不断进步。
隧道爆破施工技术爆破开挖(excavation by blasting)是以钻孔、爆破工序为主，配以装运机械出碴，完成隧道施工的方法，是建设隧道的主要工序，它的成败与好坏直接影响到围岩的稳定及后续工序的正常进行和施工速度，是隧道建设非常重要的组成部分。
隧道爆一破般采用小孔径的钻眼爆破，其钻眼、装药、堵塞、爆破等施工操作具有以下特点：1.由于滴水、潮湿空气、照明、通风和洞内气温、噪音、粉尘等的影响，钻眼爆破作业条件差；加之它与支护、出碴运输等工作交替进行，致使爆破工作面受到限制，增加了爆破的施工难度，必须合理爆破施工，保证爆破循环的正常进行。
2.爆破的临空面少，岩石的夹制作用大，耗药量大，不能充分发挥爆破效果。
3.对钻眼爆破质量要求较高。
既要使隧道方向正确，满足精度要求；又要使爆破后隧道断面达到设计标准，不能超挖过大。
爆破时要预防飞石崩坏支架、风管、水管、电线等，爆落岩石块度要均匀，便于装碴运输。
4.由于隧道一般断面较大，造价昂贵，服务年限长，且维修和养护时常需中断、停止隧道的使用，这对运营是很不利的，因此在施工中必须确保良好的工程质量。
5.随着以新奥法为理论基础设计的隧道越来越多，为充分利用围岩自承力，要求施工中尽量减少爆破对围岩的扰动，确保围岩完整。
6.隧道爆破的施工方法、施工机具和设备的选择主要取决于开挖断面的大小和隧道所处的山体位置，此外，变化复杂的围岩及围岩的结构、强度、松动程度、耐风化性、初始地应力方向、隧道的跨度和地下水活动情况对其也有较大的影响。
《爆轰物理》教学大纲课程类别：技术基础教育课程课程名称：爆轰物理开课单位：环境与安全工程系课程编号：2080302总学时：48学时学分： 3适用专业：特种能源工程与烟火技术专业先修课程：炸药理论、流体力学等一、课程在教学计划中的地位和作用《爆轰物理》属于特种能源工程与烟火技术专业重要的技术基础教育课程之一。
炸药作为一种能源，具有许多独特的优点。
无论在军事上还是在国民经济的许多领域中，炸药均得到广泛的使用。
通过对该课程的学习可以使学生了解炸药的爆炸、炸药的起爆机理、炸药中的爆轰传播以及对周围介质做功的能力。
同时炸药爆炸现象的发生，爆轰的传播规律以及爆炸效应等有关内容，是本专业学生必备的基础知识。
二、课程内容、基本要求绪论1.概述2.热力学基本知识本章主要了解爆炸现象及性质并掌握热力学的基础知识。
为后述章节打下基础。
第一章炸药的爆炸1.概述2.炸药爆炸的特征3.炸药的组成与爆炸分解4.炸药的爆炸变化与炸药的分类5.炸药的主要特性数6.炸药爆炸对介质的作用本章主要了解炸药爆炸的特征、对介质的作用，掌握爆热、爆温和爆容等特性数的计算与测定。
第二章炸药的起爆机理1.概述2.炸药的热起爆理论3.炸药的机械作用起爆机理4.炸药的冲击波起爆5.炸药对静电放电的感度本章主要要求学生了解炸药的起爆过程以及起爆能具有的各种形式，重点掌握热起爆和机械作用起爆理论。
第三章冲击波基本理论1.概述2.一维非定常等熵流动3.正冲击波基本关系式4.冲击波雨贡纽曲线及冲击波的性质5.运动冲击波的正反射6.运动冲击波的斜反射7.冲击波的声学近似本章要理解特征线的概念及冲击波雨贡纽曲线的含义，区别运动冲击波的正反射与斜反射，熟练掌握冲击波参数的计算方法。
第四章爆轰波的流体力学理论1.概述2.爆轰波的基本关系式3.多方气体中的爆轰4.爆轰波的定常结构----ZND模型本章主要重点了解爆轰过程中炸药的化学反应和反应产物质点的运动过程以及一个复杂的爆轰过程可以用比较简单的冲击波流体力学理论而进行研究的方法，掌握根据C-J理论建立爆轰波的基本关系式，根据ZND模型研究爆轰过程的规律。
