1.1课题背景炸药是人们经常利用的巨大能源之一，它不仅用于军事目的，而且广泛应用于国民经济各个部门[ 1,2],前者称为军用炸药，后者称为民用炸药(也叫工业炸药)。
随着国民经济的发展，我国工业炸药发展十分迅速，新产品不断涌现。
爆破理论提出和实践证明：为使矿山爆破作业能获得较好效果，除了对矿岩的物理力学性质有足够的了解之外，还必须详知所用炸药的爆炸性能[3]。
了解炸药的爆破性能，需要做爆力、猛度、爆速和殉爆距离等项检测试验。
炸药的猛度、爆速和殉爆距离三项，一般炸药生产厂和矿山都能做，炸药爆力因检测比较复杂，价格昂贵，通常很少有人去做。
但是炸药爆力性能对爆破破岩效果的好坏起着很大作用，因为，炸药爆力是爆破的基本因素，炸药的威力是爆炸强度、爆破作用或做功能力的一个度量，表征炸药爆炸所产生的冲击波和爆轰气体产物作用于介质，对介质产生压缩、破碎和抛移的作功能力[4,5]。
炸药的威力取决于爆热的大小和爆炸生成气体的体积[6,7]。
从宏观来看，炸药的爆力愈大，破坏岩石的量就愈多。
而炸药的其它检测项目，因其作用不同是不能代替炸药爆力试验的，因此，炸药爆力这项重要试验，不论是生产炸药的工厂还是矿山都应该经常进行检测的。
长期以来，人们对炸药的生产工艺有较大改进和提高，而炸药威力测试技术件重71kg便；弹道臼炮法可以测出功的数值，直接衡量炸药威力，但设备较复杂。
国内对展，对炸药测试技术提出了更高要求。
目前，我国工业炸药的威力测试普遍采用[8]，不仅对于含水的乳化炸药、粉状乳化炸药等新型工业炸药不能真实反映其实际威力，而对于一些对非雷管感度的炸药更是束手无策，因此寻找更佳方法来评定工业炸药是十分必要的。
测定的要求。
此外，对于弹道抛体法测定炸药威力的研究尚未见文献报道。
通过本课题的研究，探讨不同配方的工业炸药性能，为开发新品种炸药提供依据。
研制炸药威力的测试装置，为炸药研究同行提供经验；分析弹道抛射运动轨迹，建立数学模型，为完善炸药威力的测试方法，提供可靠的依据。
另外，通过本课题的研究，建立一种弹道抛体测试炸药威力的方法，克服现有的炸药威力测试方法的单一和不足；通过对新型工业炸药威力的测试，考察影响工业炸药威力的基本因素，对炸药的制备工艺和配方设计有直接的指导意义；有利于新产品、新工艺的研制与开发；建立一种弹道抛体测试炸药威力的方法，为炸药研究同行提供必要的检测手段，为提高炸药威力的研究做贡献；在爆破施工过程中，对炸药的选用提供依据；可优化资源的合理利用，节省人力、物力，推动炸药技术的快速发展，并带来直接的经济效益和社会效益。
2．课题的提出工业炸药是一种威力巨大而廉价的能源，它广泛应用于农业、水利、交通、采矿、建材等多种工业领域，被视为基础工业的基础[9 ]。
长期以来，我国工业炸药品种、生产工艺、基础理论和应用技术等方面均有不断的发展[10,11,12]，已逐步形成了比较完整的科技体系。
特别是改革开放以来，在产品的开发研究方面十分活跃，新材料、新产品、新工艺、新设备不断涌现，呈现了一派朝气蓬勃的景象。
但随着产品开发研究的发展，对炸药测试技术提出了更高要求。
目前，我国工业煤矿许用型乳化炸药和粉状乳化炸药等新型工业炸药不能真实反映其实际威力。
为解决国内工业炸药测试技术发展单一、落后状况，受国防科工委民爆局委托，北京矿冶研究总院炸药与爆破研究所将承担国家标准<<工业炸药威力测试方法>>的编写工作。
因此进行工业炸药威力测试方法的研究是非常必要的。
3. 国内外的研究现状炸药的威力是爆炸强度、爆破作用或做功能力的一个度量，表征炸药爆炸所产生的冲击波和爆轰气体产物作用于介质，对介质产生压缩、破碎和抛移的作功能力。
炸药的威力取决于爆热的大小和爆炸生成气体的体积。
炸药威力一般是以相对于标准炸药威力的百分比来测定，常用相对质量威力和相对体积威力两种[13]爆破漏斗法、水下爆破法等。
现将这几种方法的原理、设备和材料、实验方法分别叙述如下，并对这些方法进行简要评述：3.1.弹道臼炮法[14,15]弹道臼炮是一沉重的钢制炮体，悬挂在支架上，炮体有互相连通是爆炸室和膨胀室，爆炸室内装有带雷管的10克被试炸药，膨胀室在炸药爆炸前装有沉重的弹丸；炸药爆轰时，气态爆轰产物首先充满膨胀室全部空间而不作功（忽略掉冲击波的能量和热传导）这时压力降低，而温度和内能实际维持不变；当产物继续膨胀推出弹丸时，产物对外作功；弹丸飞出后，产物向空气中膨胀，作功停止；与此同时臼炮体向后摆动的角度,根据基本的机械定律，就可以计算出爆轰炸药施予炮弹和反冲摆的动量和能量,就可算出炸药所作的功。
爆炸功的计算爆炸时臼炮及弹丸所得到的总机械能为：E m =Em′+Ec= Em′（1+ Ec/ Em′）式中Em-总机械能Em′—臼炮体的动能Ec—弹丸的动能臼炮体的动能转变为臼炮体向后摆动α角所增加的位能，因此有Em′=Mgh=Mgl(1-cosα)式中M-臼炮体的质量g-重力加速度h-臼炮摆动升高的高度l-臼炮重心到悬挂支点的距离α-臼炮摆动的角度Ec=mv2/2式中m-弹丸的质量v-弹丸的初速根据动量守恒原理，弹丸的动量等于臼炮体的动量mv=Mu式中u-臼炮体摆动的初速度Mu2/2=Mgh=Mgl(1-cosα)Ec= mv2/2=M2/2m=M[Mgl(1-cosα)/mE m =Em′+Ec= Em′（1+ Ec/ Em′）=(1+M/m) Mgl(1-cosα)对于每一弹道臼炮，M，m、l均为定值，因此令C= (1+M/m) Mgl式中C-摆的结构常数Em=C (1-cosα)由式可知，对于一定结构的臼炮，C为常数，因此由臼炮偏转的角度就可求出爆炸产物所作的功。
尽管弹道臼炮法的原理相同，但不同国家试验装置和炸药威力表征略有不同。
这里较详细地介绍各国弹道臼炮法试验。
3.1.1弹道臼炮MK.ⅢD试验 [6]本试验是英国用于测量炸药威力的方法。
其原理是引发放在炸药中的雷管，而炸药则封闭在臼炮的炮膛内。
测量臼炮的后坐距离（摆度），在扣除雷管的效应后，计算用苦味酸炸药标准的百分比等值表示炸药的威力。
设备和材料臼炮是一个长457毫米，外直径203毫米的钢管，一端封闭，有一个长229毫米、内直径25毫米的炮膛，开口端呈喇叭形。
臼炮用4条不锈钢缆悬吊，钢缆两端各用瓶形螺丝和轴销固定，从而使臼炮可以自由摆动。
总重量约为113.2公斤，悬挂长度为2080毫米。
固定在臼炮上的一个铰接拖臂的末端装有一支笔，用来在水平台上划一条与臼炮的水平摆动相同的线。
臼炮壳体由两个部分构成，一个软钢外壳和一个用热处理至试验应力772兆帕的维布拉克（vibrac）V30钢制造的内圆柱体。
这个圆柱体用环形固定板固定。
填塞用的砂是清洁、干燥的白砂，过筛时通过英国标准600微米筛,但留在英国标准250微米筛上。
苦味酸是干燥的重结晶体，用同样方式过筛。
硼酸（分析级）通过英国标准500微米筛过筛。
装料袋为圆筒形，直径25毫米，用薄纸做成，内装料袋长90毫米，外装料袋长200毫米。
试验步骤：1.通常对炸药进行撞击、摩擦和电火花试验，然后再放在臼炮中进行试验。
将10.00±0.01克炸药填塞进内装料袋。
用一个铜棒在炸药中挖出的6毫米孔穴，把雷管插入，并把装料袋颈缠绕雷管上，然后将该装料塞进外装料袋，并用特别工具压至底部，将57克筛过的砂倒入外装袋，轻轻拍打压实。
外装料袋颈缠绕在雷管导线上，将整个装料袋塞进臼炮膛，并用特别工具捅入。
将雷管点火，测量整个水平摆度（S）。
试验进行三次，计算物质的平均摆度（Sm）。
2.试验液体时使用体积约16毫升的圆筒形玻璃容器，而不用纸装料袋。
容器的开口端缩小成直径8毫米、长8毫米的细管。
标准雷管封装在适当长度的聚乙烯管内成为玻璃容器颈部的推入配合密封装置。
然后将玻璃容器象在固体试验中那样塞进外装料袋。
3.用纸装料袋确定的苦味酸标准值和雷管标准值可用于计算液体装在玻璃容器里发射的爆炸力等值。
4.将新的内圆柱体插入臼炮外壳时，应测量硼酸（Bm）和苦味酸（Pm）得到的平均摆度（10次发射的平均值）。
用苦味酸爆炸力值的百分比（四舍五入至最近的整数）表示的爆炸力（p）如下计算：P=100x（Sm 2- Bm2）/（Pm2- Bm2）3.1.2弹道臼炮试验［16］本试验是法国用于测量炸药威力的方法。
其原理是引发放在炸药中的雷管，而炸药则用钢弹丸封闭在臼炮膛内。
测量臼炮的后坐距离，计算用苦味酸-炸药标准-的百分比等值表示的爆炸力，设备和材料臼炮用铬镍钢制成，重量248.50±0.25公斤，它是圆柱形，轴向空腔从前到后由弹丸夹，点火室和雷管导线入口组成。
臼炮体积在使用中会改变（特别是点火室会扩大），从而使发射特定装料产生的反冲力减少。
使用的参考装料是10.00克苦味酸。
当最后10次发射释放的平均能量小于开头10次发射产生的平均能量的90%（在相同温度下使用状态良好的弹丸）时，用过的臼炮需要换成新的。
弹道摆：臼炮用钢壁悬挂在装有滚柱轴承的水平轴上。
臼炮摆下面装有一个钢锤，使其摆动呈弹道。
它具有下列主要特点：摆动周期 3.47秒摆动重量 479公斤转动轴与臼炮轴之间的距离2.99米扇形刻度尺上的游标由固定在臼炮上的一个横臂带动，用于测量后坐距离。
刻度尺上的刻度与（1-cosA）成正比，A是臼炮摆的反冲角度，亦即与所做的功成正比。
弹丸：弹丸是钢圆柱体，它的尺寸（直径127毫米、长162毫米）实际上按下列条件调整：新弹丸与它在臼炮里的支柱之间的空隙应小于0.1毫米。
新弹丸的重量应为16.00±0.01公斤。
如旧弹丸与它在臼炮里的支座之间的空隙超过0.25毫米，即应更换。
发射时弹丸的推进速度通常为100至200公里/小时。
使用衬有减振材料的接受器可使它停止而不受损坏。
试样容器：在进行液体试验时，使用重量16克、有一个注入孔和一个放置雷管的凹口的玻璃安瓿装试验样品。
其他炸药（固体、颗粒、糊状等）则装在厚0.03毫米、重约2克的锡箔做成的直径20毫米的圆柱形试样容器里。
支架：使用一个有三只脚是钢丝圈支架，把装料固定在点火室中央（以减少臼炮的磨损）。
雷管：欧洲标准雷管，装有0.6克季戊炸药。
苦味酸：这是压碎的纯苦味酸，粒径小于0.5毫米，在100℃下烘干，保存在紧紧塞住的烧瓶里。
步骤①准备装料密实固体必须做成直径20±1毫米的圆柱块进行试验，圆柱块是一端有一个轴向孔穴（直径7.3±0.2毫米，深12毫米），用于放置雷管。
圆柱块的重量应为10.0±0.1克。
为了准备装料，将圆柱块用厚0.03毫米、重约2克的锡箔包起来，雷管放在孔穴里，锡箔包皮末端裹在雷管头上。
液体以外的炸药以其正常密度包在锡箔里，每个试样装料中10.00±0.1克。
