下载文档原格式
水下爆破一、专有名词基本概念（1）爆炸：广义地讲，爆炸是指一物质系统在发生迅速的物理和化学变化时，系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做机械功，同时伴随有剧烈的放热、发光和声响等效应。
广义的爆炸过程包括爆轰和爆燃。
爆炸是一种常见的现象，分析各种爆炸现象，大致可以将其归纳为三大类。
①物理爆炸：仅仅是物质形态发生变化，而化学成份和性质没有改变的爆炸现象，称为物理爆炸。
最常见有自行车轮胎爆炸、锅炉爆炸等现象。
②化学爆炸：由物质化学结构发生急剧变化而引起的爆炸现象，称为化学爆炸。
炸药的爆炸就是属于化学爆炸现象。
在工程爆破中，广泛应用的是化学爆炸，而且主要是利用其破坏作用。
③核子爆炸：由于核裂变，或核聚变反应放出巨大的能量，使裂变或聚变产物形成高温高压的蒸汽而迅速膨胀作功，造成巨大的破坏作用。
这种由核裂变或核聚变释放出巨大的能量所引起的爆炸现象，称为核爆炸。
（2）爆轰：物质的势能或内能在极短的时间内转变成冲击波能、热辐射能、光能和声能，并在爆炸中心形成高温、高压、高能量密度气体产物区，且气体产物迅速膨胀，能对周围介质和物体产生剧烈的破坏作用的现象。
（3）爆破：利用炸药爆炸时所产生的冲击波及气体膨胀力来破坏物体，以破坏的形式达到新的建设目的一种方式。
（4）炸药：一种能把它所集中的能量在外部激发能作用下能瞬间释放出来的物质。
炸药的能量，主要是由其中所含的碳、氢等可燃物与助燃物质氧相化合而产生的。
为了产生集中能，炸药的状态必须是液体或固体。
（5）火药：也称低级炸药，只发生燃烧，而不发生爆轰（可以简单称为爆炸）。
（6）猛炸药：也称高级炸药，这类炸药具有相当大的稳定性。
也就是说，它们比较钝感，需要有较大的能量才能引起爆炸。
常用的有梯恩梯、黑索金、太安及其它军用混合炸药。
乳化炸药属于民用猛炸药。
（7）冲击波：是指在介质中以比音速还要快的速度传播的波。
冲击波在气体、液体、固体中都存在。
冲击波通常是纵波（疏密波）。
水下爆炸瞬态水动力学效应研究一、水下爆炸瞬态水动力学效应概述水下爆炸是一种复杂的物理现象，涉及到水介质中的爆炸波传播、水动力响应以及结构物的冲击效应。
随着海洋工程、事应用以及深海资源开发等领域的发展，水下爆炸瞬态水动力学效应的研究显得尤为重要。
本文将从水下爆炸的基本特性、影响因素及其在不同应用领域中的作用等方面进行探讨。
1.1 水下爆炸的基本特性水下爆炸是指在水介质中发生的爆炸现象。
与陆地爆炸相比，水下爆炸具有独特的传播机制和效应。
爆炸波在水介质中的传播速度和衰减特性与空气介质有显著差异，主要表现为爆炸波的传播速度更快，衰减更慢。
此外，水下爆炸还会产生复杂的压力波、温度波和速度波，这些波动对周围环境和结构物产生显著影响。
1.2 水下爆炸的影响因素水下爆炸的效应受到多种因素的影响，主要包括爆炸物的性质、爆炸深度、水介质的物理特性等。
爆炸物的性质决定了爆炸波的初始能量和传播特性，而爆炸深度则影响爆炸波的传播路径和衰减过程。
水介质的密度、弹性模量和粘滞性等物理特性也对爆炸波的传播和效应产生重要影响。
1.3 水下爆炸的应用领域水下爆炸在事、海洋工程、深海资源开发等多个领域有着广泛的应用。
在事领域，水下爆炸效应的研究有助于提高潜艇的隐蔽性和生存能力，同时也对水雷的布设和清除具有重要意义。
在海洋工程领域，水下爆炸效应的研究有助于评估和预防海洋设施在极端条件下的安全风险。
在深海资源开发领域，水下爆炸效应的研究则有助于提高资源开采的效率和安全性。
二、水下爆炸瞬态水动力学效应的理论研究水下爆炸瞬态水动力学效应的理论研究是理解其复杂现象的基础。
通过数学模型和数值模拟，可以深入分析爆炸波在水介质中的传播机制和效应。
2.1 数学模型的建立建立水下爆炸瞬态水动力学效应的数学模型是研究其传播机制的关键。
常用的数学模型包括流体动力学方程、热力学方程和物质守恒方程等。
这些方程描述了爆炸波在水介质中的传播过程，包括压力波、温度波和速度波的生成和传播。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""第七篇水下爆破新技术第一章水下爆破基本理论第一节水下爆破的概念和原理一、水下爆破的概念和特点水下爆破是爆破工程中的一个重要分支，它与水上（即陆上）爆破的区分是以水面作为标志。
凡是在水面以上进行的爆破作业叫做水上爆破，也就是陆上爆破；凡是在水面以下进行的爆破作业叫做水下爆破。
随着我国国民经济建设的发展，需要兴建和改造大量的港口码头，要建筑各种水利电力设施，对旧的航道要进行疏浚和加深。
上述这些工程都要求在水下的岩层中进行大量的开挖工作，只有采用水下爆破方法才能有效地高速地完成生产建设任务。
水下爆破与陆上爆破相比，从爆破方法和爆破原理方面来说，两者是相似的。
但是从爆破条件来说两者差异较大，水下爆破有它本身的特点，这表现在：（!）水是一种溶剂，能溶解多种化合物，如硝酸铵就极易溶于水和极易吸收水，当硝酸铵吸水超过!"#$以后就会使硝铵炸药失去它的爆炸性能，因此在水下爆破必需选用抗水性能较好的炸药。
（%）水的比重比空气大，浮力也比空气大。
因此装入水下的炸药包的比重不能过轻，否则药包在水中容易产生浮动和飘移，药包不易固定在要求爆破的位置上，因而达不到爆破的目的。
所以水下爆破要求选用比重比水大的炸药，如果选用比重较小的炸药时，·&’(·第一章水下爆破基本理论则必需在炸药包上加上附重（如碎石、铁砂等），以保证药包能固定在设计的位置。
爆炸过程水下爆炸过程大体可分为炸药爆轰、冲击波的形成和传播、气球的振荡和上浮等三个阶段：①炸药爆轰首先，爆源发生爆轰，并释放大量能量，形成高温高压的爆炸产物。
核爆炸或电爆炸的情况略为特殊，爆炸产物的质量极小，爆炸能量以辐射加热方式使附近的水汽化而形成高温高压的水蒸气球。
②冲击波的形成和传播高压气球的膨胀受到周围水的阻碍，于是，在水中形成向外传播的冲击波，同时在气球中则反向传播一族稀疏波（即膨胀波，在强调压力变化时常用此称）。
稀疏波造成气体的过度膨胀，从而在稀疏波的尾部形成一个向爆心运动而强度渐增的第二冲击波，它在爆心反射并向外传播追赶前面的主冲击波。
于是，主冲击波（第二冲击波随后）在水中向外扩展，所到处对水突然加压，使水加速运动。
在传播过程中冲击波波幅不断减弱，波形不断展宽，最后衰变为声波。
实验表明，化学炸药爆炸能量中大约有一半是以冲击波形式传递出去的。
离爆源不同距离处压力随时间变化的关系称为冲击波的压力波形，通常用晶体测压探头进行测量。
图1③气球的振荡和上浮高压气球先是膨胀，膨胀速度远比冲击波速度慢，当气球压力降到等于水面上的大气压力时，因存在水的惯性运动，气球继续膨胀，压力继续下降，至某一时刻，气球停止膨胀。
气球在水的反压作用下开始收缩,压力重新上升,气球向水中发出幅度不大而持续时间较长的压力波,称为二次压力脉冲,它对附近的薄壳结构也具有较大的破坏作用。
以后，气球不断胀缩振荡,气-水系统的能量不断消耗于湍流摩擦。
在振荡运动的同时，气球在水的浮力作用下，伴随发生上浮运动,最后逸出水面。
图2[气球半径、气球中心位置和顶部位置随无量冲击波传播规律和大多数爆炸现象（包括空中爆炸、岩土爆破）一样，品种和装药密度相同的炸药包在水下爆炸时产生的冲击波效应遵循几何相似的规律，无论从实验或从量纲分析的方法都可证明这一点。
据此，可以显著缩小实验的规模，在实验室内模拟冲击波的产生、衰变和对结构的作用，以代替大湖、大海中的现场实验。
水爆炸水爆炸：探索液体爆炸现象的力学原理引言自然界中的爆炸现象一直以来都引起了人们极大的兴趣和好奇心。
爆炸事件的发生往往会带来巨大的破坏力和悲剧，因此研究和理解爆炸过程对于保障人类安全和防范潜在危险具有重要意义。
本文将以水爆炸为主题，探索液体爆炸现象背后的力学原理，并介绍在不同条件下水爆炸的特征和应用。
一、概述水被认为是一种稳定和安全的物质，不具备爆炸风险。
然而，当水的特定条件下遭受到外界刺激时，也可能发生爆炸现象。
水爆炸是指在特定的条件下，水分子的化学能量被迅速释放，产生巨大的冲击波和破坏力的现象。
这一奇特的现象引发了科学家们的好奇心，推动他们对液体爆炸的研究。
二、水爆炸的力学原理水爆炸的力学原理可以从两个方面来解释，分别是水的能量转化和声波共振。
1. 能量转化水是一种复杂的分子结构，其中包含了化学能量。
水的分子中含有氧原子和氢原子，它们通过化学键连接在一起。
当外部能量施加在水分子上时，这些化学键可以被破坏，导致化学能量的释放。
当水分子受到外部冲击或压力时，化学键可能会断裂。
在断裂的同时，大量的能量被释放并以雄浑的冲击波形式传播出去。
这种能量转化的过程是水爆炸的基本原理之一。
2. 声波共振当外界力学能量以某种特定的频率作用在水分子上时，水分子与之共振并发生能量积累，随后达到临界点并突然释放出来。
这种释放能量的方式导致了水爆炸。
声波共振的特性使得水能够对特定频率的外界刺激高度敏感。
三、水爆炸的特征水爆炸具有以下几个显著特征：1. 高压力冲击波：水爆炸产生的冲击波能够迅速传播，形成高压力区域。
这种高压力冲击波对周围环境造成的破坏力很大。
2. 高速度移动：水爆炸时释放出的能量会产生巨大的推动力，使得水分子以高速度移动。
这种高速度移动也是水爆炸带来的破坏的原因之一。
3. 水蒸汽产生：水爆炸时水分子断裂，水分子中含有的氢和氧会重新组合形成水蒸汽。
大量的水蒸汽会在爆炸过程中产生，给周围环境带来额外的影响。
水中爆破作用原理水中爆破作用原理2011-06-28 14：27水中爆破作用原理01无限水域中的爆破作用explosion in boundless water炸药在足够深的水域中爆炸时，水面和水底对爆炸压力场参数的影响可以忽略，此时的爆破作用可近似地称为无限水域中的爆破作用。
02有限水域中的爆破作用explosion in finite water有限水域中的爆破是指爆破具有自由面的水质。
此时的爆破作用称为有限水域中的爆破作用。
03水中冲击波shock in water炸药在水下爆炸时，在水中传播的压力波称为水中冲击波。
04气泡帷幕air bubble curtain水下爆破时，可以采用缓冲材料例如泡沫塑料、发泡混凝土等制成的防护屏障或在水中发射气泡的方法，来抑制或削弱冲击波的传播，后者称为气泡帷幕法。
05水孔爆破water hole blasting通常，炸药遇水后爆炸性能会恶化，特别是铵油炸药之类的粉状炸药。
在水孔中使用时，炸药必须采用防水措施或采用抗水炸药。
电雷管有一定的耐水性。
用火雷管起爆时，在导火索与火雷管连接的部位，必须采取防水措施。
当水孔中水压比较高时，最好采用耐水压的炸药和雷管。
06水下爆破用炸药explosives for underwater blasting在浅水中使用的炸药应具有一定的抗水性能，在深水中则需要有相当高的耐水压性。
07防水药包water-proof charge将铵油炸药、硝铵炸药等非抗水炸药装进塑料薄膜密封袋中，以及其它进行防水处理制作的药包。
08气泡能bubble energy爆生气体膨胀的能量，可由水中试验测得。
09穿过覆盖层的爆破OD-Blasting钻孔和装药均穿过覆盖层，一般用于水下爆破，瑞典称为OD法。
10水中冲击波传播特点propagating characteristics of shock in water 1)在药包附近的冲击波传播速度比水中的声速约为1520m/s)要大数倍，随着冲击波的继续向前传播，波速压力迅速减小；2)球面冲击波的压力幅度随距离的减小，比在声学里的声波要快。
水中爆炸的基本理论第一节：水中爆炸的物理现象一、水中爆炸的物理现象炸药在水中起爆后，首先从起爆点向炸药内部传入爆轰波，当爆轰波到达药、水界面时，立刻在水中形成了初始冲击波，水中冲击波的初始压力（对于梯恩梯约为14GPa）比爆轰波压力约小30～50%。
爆轰波除了在药、水界面处转为水中冲击波外，海在界面上发生反射，形成稀疏波。
这种稀疏波开始以相反的方向在爆轰产物中传播，逐渐降低产物中的压力。
则在高压爆轰产物膨胀过程中，将能量逐渐传递给水。
水中冲击波的传播具有以下特点：（１）在药包附近的冲击波传播速度比水中的声速（约为1520m/s）要大数倍，随着巴波的继续向前传播，波速很快下降至声速，同时压力也迅速减小。
（２）球面冲击波的压力幅度随距离的减小，比在声学里的微幅波要快。
但在较大距离以外，压力变化接近声学规律。
（３）压力波的波长随着传播而逐渐增长。
随着冲击波的传播，波头压力和传播速度都很快下降。
这是因为水的粘滞性和导热性使波能耗散。
同时也由于随着冲击波半径的增大，波头上的能量下降之故。
其关系曲线如图6-1所示。
冲击波再逐渐衰减就变为声波了。
tm/θ0 -0.5 -1 -3 -5 -7p pm/ 1 0.607 0.368 0.05 0.067 00008从波形看，水中某点的压力随时间的变化，可近似地用一指数来表示，即p p em t=-θ（6-1）式中pm——冲击波波头的峰值压力；e——自然对数的底；t——时间；θ——指数衰减的时间常数，即峰值压力下降到0.368pm时所需时间。
上述波的函数形式只能近似地符合冲击波，但是这样用起来比较方便。
假定水中有障碍物，其壁面在冲击波到达瞬间按刚壁处理，那么当冲击波传至刚壁时，即发生反射，反射波的压力可以增加许多倍。
如果入射波压力较小，在声波范围内，经过反射后水中压力为入射时的两倍，如表6-1所示。
表6-1 水中冲击波正反射时反射波压力及密度值入射时压力（MPa） 49 98 490 981 2452 4904 7846经过反射后压力入射时压力2.04 2.15 2.55 2.883.35 3.744.05水介质反射后密度水介质入射时密度1.02 1.04 1.1 1.13 1.17 1.19 1.21从表6-1-1可以看出，入射波压力愈大，反射波后的密度与压力也愈大。
introduction to underwater explosionsresearch水下爆炸是涉及水下疏散、水下装置和水下试验等广泛领域的重要研究课题。
本文将探讨水下爆炸的基本原理、影响因素以及其在巢湖应急救援和海底油气开发中的应用。
一、水下爆炸的基本原理水下爆炸是指在水下环境中发生的爆炸事件。
其基本原理与陆地爆炸相似，但由于水下环境的特殊性，爆炸波传播、能量释放和破坏效应具有独特性。
1. 爆炸波传播：水下爆炸时，爆炸波经历冲击波、压缩波和射线波三个阶段。
冲击波以高速度传播，并在遇到阻力时转化为压缩波。
压缩波随着距离的增加逐渐减弱，而射线波则沿水下进行远距离传播。
2. 能量释放：水下爆炸的能量释放与气体爆炸不同，大部分能量被转化为水中动能和分子振动能量。
水分子的振动会引起冲击效应，对周围物体产生破坏。
3. 破坏效应：水下爆炸的破坏效应与气体爆炸不同。
由于水的高密度和不可压缩性，爆炸波在水下波速较低，但对物体的冲击力较大。
同时，水的等效体积较高，使得水中破坏范围更广。
二、影响水下爆炸的因素水下爆炸的效果受多种因素影响，包括爆炸物质的种类、深度、距离、水质、水下结构物等。
以下是一些主要影响因素的介绍。
1. 爆炸物质的种类：不同种类的爆炸物质在水下爆炸时会产生不同的效果。
高爆炸物质（如TNT）的破坏力强，而低爆炸物质（如黑火药）则相对较弱。
2. 深度和距离：爆炸发生的深度和与目标物的距离会影响爆炸波的传播和破坏效果。
较浅的爆炸会导致更大范围的瞬时压力巨大的压缩波波前。
3. 水质：水中的盐度、温度和浊度等因素会影响爆炸波传播的速度和能量损失。
盐度高和浊度低的海水对爆炸的传播具有较好的媒介效果。
4. 水下结构物：水下结构物，如舰船、海洋平台等，会在爆炸波传播过程中产生反射和散射现象，从而影响周围区域的破坏效果。
三、巢湖应急救援中水下爆炸的应用巢湖是我国重要的内陆湖泊之一，水下爆炸的研究对巢湖的水下应急救援具有重要意义。
