水下爆炸特征分析
水爆破原理
水爆破原理嘿，咱来说说水爆破原理哈。
水爆破呢，简单来说就是利用水的特殊性质来搞出大动静。
你想啊，水这东西看着柔柔弱弱的，平时就安安静静地在那，可要是用对了方法，它能爆发出巨大的能量呢。
从最基本的开始讲哈，水爆破得有个能量源。
这个能量源就像是一个导火索，能让水“发疯”。
比如说可以用炸药，炸药这玩意儿爆炸的时候会产生巨大的冲击力。
当炸药在水里爆炸的时候，那可不得了啦。
炸药爆炸产生的能量会迅速传递给水，水就被这股突然而来的力量给冲击得四散开来。
然后呢，水本身是很难被压缩的。
这就像是一个倔强的家伙，你想把它挤扁，它可不干。
当炸药爆炸的能量传递过来的时候，水因为不能被压缩，就只能把这股能量转化成另外一种形式，那就是冲击波。
这冲击波就像水里的一阵超级大风，所到之处，啥都得被它影响。
再说说容器的事儿。
如果水是在一个封闭或者半封闭的容器里，那爆炸的效果就更明显啦。
就好像把一群调皮的小孩关在一个小房间里，他们闹起来的时候，那动静可大了。
水在容器里被炸药的能量冲击，产生的冲击波在容器里不断反射、叠加，威力就越来越大。
还有啊，水爆破的威力还和水的量有关呢。
就像你打人，你用的力气一样大，但是打在一个大块头身上和打在一个小瘦子身上，效果肯定不一样。
水多的时候，它能吸收和传递的能量就多，爆破的威力也就更大。
而且啊，在一些特殊的环境里，水爆破的效果也不一样。
比如说在水下，水的压力本来就大，这时候搞水爆破，那压力加上爆炸的能量，产生的破坏力就更吓人了。
在一些矿场或者建筑拆除的地方，就会用到水爆破。
把炸药放在特定的位置，然后用水的力量把那些坚硬的石头或者建筑结构给破坏掉。
总的来说，水爆破就是利用炸药等能量源让水“发狂”，通过水的不可压缩性、在容器里的特殊反应、水的量以及特殊环境等因素，产生强大的冲击波和破坏力。
这就是水爆破的原理啦，是不是挺有意思的？。
水下爆破
水下爆破（1）第一节水下爆破特点与分类水下爆破是指被爆岩体上部有水介质覆盖的爆破。
与一般土岩爆破作业比较，因为多了中间介质水的影响，其中钻孔、装药、起爆方法都变得复杂。
我国自解放以来，水下爆破技术发展很快。
长江重庆至宜昌段号称天险的川江航道，滩险流急，暗礁密布。
经过川江航道部门采用水下裸露药包法炸除了数以一百万立方米计的水下礁石，大大改善了通航条件，创造了多种水上投放药包的裸爆施工工艺。
随着陆上爆破技术的发展，水下钻孔爆破技术也得到了长足发展，长江重庆航道工程局经过五十年的探索，成功地解决了定位、钻孔、装药起爆、安全防护等一系列问题，创造了一整套水下钻孔爆破、裸露爆破的先进经验和施工工艺。
20 世纪80 年代后期，中国科学院力学所经过多年探索和实践，发展了一种全新的软基处理技术用于构筑防波堤和港口围堤，并取得发明专利，进一步开拓了水下爆破的应用领域。
水下爆破的作业方式和爆破原理与陆域爆破大致相同，都是利用炸药爆炸释放的能量对介质作功，达到疏松、破碎或抛掷岩土的目的。
但由于中间介质水的影响，与一般土岩爆破作业比较，施工难度要大得多。
对一个水下爆破工程，应当根据工程量大小、周围环境、工期要求、施工机具等情况综合考虑。
选择何种作业方式和钻孔设备，选用爆破器材及装药、起爆方法等。
一、水下爆破的特点1、爆破器材选用方面水下爆破的施工作业条件比一般陆地爆破要艰巨、复杂。
在爆破器材运输、装药、连线中必须确保在水面及水下恶劣环境中的工作人员安全。
不能像陆地爆破那样采用敏感度高的炸药。
而宜采用安全度大、威力强的乳化炸药，并要求有良好的抗水压性能及采取相应的抗浮措施。
若条件不许可，只能采用陆上常用的普通爆破器材时，要采取严格的防水、耐压措施。
2、爆破参数选择方面水下爆破产生的岩碴利用水流作用冲走或利用水下专用清碴设备清除，对岩碴碎块的粒度要求比陆地爆破更为严格。
在水中爆破岩体的豉胀、移动都必须对静水压力作功；爆破冲击波在与水面接触面上产生能量损耗，抛掷岩石必须克服水的正面阻力和粘滞阻力作功，水下施工误差也比陆上大，这些原因，使得水下爆破所需的单位耗药量常大于陆地爆破，孔距、排距比陆地爆破要密，且不宜采用过大的爆破作用指数。
水下爆炸瞬态水动力学效应研究
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。
第三讲 水下爆破
• 固定支架平台：水浅、水速慢，作业船 无法作业的水中；平台在爆破区上。 • 浮式作业平台：依靠锚缆固定移动型平 台。作业机具固定于其上。 • 永久型专业钻孔爆破船。
三、水下裸露爆破
1.一般概念
• 裸露聚能爆破法：将药包按聚能原 理布置。 • 普通药包矩型扁平爆破法：增加炸 药接触面积。
二、水下钻孔爆破
1. 水下钻孔爆破机理：
水饱和岩体的波阻抗大，使冲击波对水中 岩体的拉伸破坏 能力大大下降。 岩石的移动受水压的作用大大减慢，单耗 增加，移动、抛掷减少。 冲击波、应力波、地震波在水中衰减减慢， 爆破危害效应 增加。
二、水下钻孔爆破
2. 水下钻孔爆破装药量计算 一般比露天爆破装药量增 加（15~20）%，与岩性和炮孔 布置有关；
二、水下钻孔爆破
3. 水下炮孔爆破布孔原则
布孔一定结合钻孔方式进行；潜水员钻孔 孔深深度与孔距受到限制。 平台钻孔：孔深和孔距合理实现。
二、水下钻孔爆破
4. 水下炮孔爆破布孔原则
参数：坚硬完整岩石 a=(1.0~1.25)w;
b=(0.8~1.2)w; 裂隙发育、中硬 a=(1.25~1.5)w b=(1.2~1.5)w 超深：国内1.0~1.5m,一般不低于2米，达到 3米。 采用的钻孔形式：直孔、尽量选用斜孔。
水下爆破的能量释放：水中冲击波约 占炸药能量的50%；脉动压力占冲击波能 量的30%；热能形式占总能量大于30%。
一、水下爆破概述
4. 浅水爆炸的特征与现象
• 冲击波反射在水的表面形成水柱。 • 气泡上冲形成水喷； • 接近水底爆破形成弹坑； • 形成涌浪爬高现象； • 近水爆炸形成水面弹坑现象。
2014济南市爆破作业人员培训
水下爆破
港 口 码 头
航 道 交 通
水 利 水 电
桥 梁 工 程
油 气
爆破类型
水 下 钻 孔 爆 破
水 底 裸 露 爆 破 炸 礁
水 下 软 基 爆 破 处 理
水 下 岩 塞 爆 破
水 下 管 线 埋 设 爆 破
挡 水 围 堰 爆 破
水 下 勘 测 爆 破
一、水下钻孔爆破机制及技术特点
一）、水下钻孔爆破作用机制
到淤泥层药包预先埋于
淤泥层之中，上部抛填堆石后起爆。
特点：
炸药用量少、能量利用率高； 操作复杂、安全性差。
四）、水下触底爆夯挤淤法
其爆炸机理是利用小量炸药产生 爆炸压力使砂层和淤泥层受压力变形， 形成一个坑底层变薄，坑壁有一层密 实沙层护壁的相对稳定的弹坑，以此 代替清淤。
10.5 水下岩塞爆破
一、概述
岩塞定义：
在深水的进出水口中，预留用于施工挡水
的一段岩体。
二、岩塞爆破的技术关键
正确选择岩塞口的位置，形式和参数；
优选岩塞爆破设计方案；
正确选择爆破岩渣的处理方式 爆破施工安全技术；
考虑爆破对周围建筑物及环境震动的不利影响 。
三、水下岩塞位置选择的基本原则
满足隧道工程建设的目的和要求。
地形地质条件利于准确设计，一次爆通成形。
岩塞所处的上部岩体要厚实，完整和稳定，
确保爆后的围岩稳定。
四、水下岩塞厚度选取方法
★ 平面半无限弹性体计算法 ★ 现场试验法 ★ 经验类比法 ★ 有限元分析计算法
五、水下岩塞爆破设计方案
钻孔爆破方案 硐室爆破方案 钻孔与硐室相结合
10.1
概述
近水面爆炸 浅水爆炸 深水爆炸
水下爆炸的概念
水下爆炸的概念水下爆炸是指在水下发生的爆炸现象。
水下爆炸是一种特殊的爆炸形式，它在很多方面都与陆地爆炸不同，具有独特的特征和影响。
水下爆炸有其特殊性，主要包括以下几个方面的特点：首先，水对爆炸的传播和振荡具有一定的阻碍作用。
水的高密度和高黏度使其对爆炸产生的冲击波和气体传播限制较大，使得水下爆炸的波动并不如陆地上的爆炸那么明显。
此外，由于水的高密度，爆炸释放的能量在水中传播的速度较慢，所以水下爆炸所产生的冲击波作用范围相对较小。
其次，水下爆炸是液体与气体相互作用的过程。
由于水的高黏度和高密度特性，水下爆炸所产生的冲击波会在水中发生反射、散射和折射等现象，使得爆炸波动路径相对复杂。
此外，由于水的不可压缩性，水下爆炸所产生的冲击波会引起水中的涡流和溅射，再通过气泡形成的气液共振现象，从而进一步影响爆炸力的传播。
再次，水下爆炸会产生一系列的水体现象。
当爆炸发生时，会产生大量的气泡和水蒸气。
气泡的生成与分布将受到爆炸区域的水质、湍流、爆炸物性质以及爆炸深度等因素的影响，气泡在水中的轨迹、生命周期等将对爆炸的波动、声波、水动力学等产生重要影响。
此外，爆炸产生的水蒸气也会迅速冷却凝结成水滴或水柱，产生雾状物体，这些物体会对水下视觉和声学探测产生干扰。
最后，水下爆炸会引起一系列危害效应。
除了产生冲击波外，水下爆炸还会产生声波和水动力效应。
声波的传播速度比冲击波慢，但其能够传播更远，具有较高的穿透力。
水动力效应主要是由于液体与气体相互作用产生的流动力和压力变化，会在水中产生水流、水柱、水旋涡等，对周围环境和生物造成一定危害。
总之，水下爆炸是一种具有独特特征和影响的爆炸形式。
水的高密度和高黏度使得水下爆炸的波动范围较小，水与气体的相互作用会导致复杂的波动路径和水体现象，而爆炸所产生的冲击波、声波和水动力效应也会给周围环境和生物带来一定的危害。
因此，在进行水下工程、军事和研究等领域时，对水下爆炸的认识具有重要意义，有助于保障安全、提高效率和推动科学研究。
水下爆炸物理百科知识
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。
深海内爆原理(一)
深海内爆原理(一)深海内爆1. 概述深海内爆是一种在水下发生的爆炸性现象，它在海洋深处发生，通常由于深海环境中的极端条件导致。
本文将详细介绍深海内爆的相关原理，从浅入深地讲解其内在机制。
2. 深海环境深海是指海洋中深度超过200米的地区，它与表层海洋相比具有以下特点：•高压：深海水压远远超过海平面压力，随着深度的增加呈指数级增长。
•低温：深海水温通常较低，甚至接近冰点。
•黑暗：深海缺乏光线，只能依靠生物自发光来提供微弱的光源。
3. 深海内爆原理深海气体在深海环境中，许多气体被固定在水下沉积物中，如甲烷、硫化氢等。
这些气体积聚在深海地底下，形成巨大的气团，称为深海气体藏。
气体释放当深海气团受到扰动时，其中的气体有可能会被释放出来。
扰动可能源自地震、地壳运动、海洋生物或人类活动等。
压力释放一旦气体开始释放，周围的水压会减小，从而使深海中的气泡急速膨胀。
这个过程类似于开瓶时二氧化碳气泡的释放，但在深海中更加剧烈和危险。
内爆现象当气泡膨胀到一定程度时，内部的压力超过了周围水体的压力，会发生剧烈的内爆现象。
这个过程释放的能量巨大，可以引发爆炸。
4. 深海内爆的危害性深海内爆具有以下危害性：•破坏力强：内爆产生的能量足以摧毁周围海洋生物和人类活动设施。
•污染环境：深海气体中含有大量有害物质，爆炸后会向周围环境释放。
•触发更大灾难：内爆可能导致周围的深海气体藏进一步释放，从而形成连锁反应，引发更大的灾难。
5. 防范措施为避免深海内爆的发生，需要采取以下防范措施：•深海勘测：利用现代技术进行深海气体藏的勘测和监测，及早发现潜在风险。
•合理开发利用：在开发深海资源时需谨慎处理深海气体，以减少泄漏和扰动的可能性。
•温和开采：选择温和的开采方式，避免过度开采造成极端压力变化。
结论深海内爆是一种造成巨大破坏的现象，需要引起足够的重视和防范。
通过加强深海环境的监测、合理开发利用和温和开采等措施，可以减小深海内爆的风险，保护海洋生态系统的稳定和可持续发展。
爆破技术培训PPT水下爆破
10.3.3 施工方法
（1）药包加工 宜采用防水炸药，按设计单药包重量加 工，使用塑料薄膜（口袋），将药包捆扎 成长方体体。 长、宽、高之比宜为 3：1.5：1 为防止药包漂浮，必须按 1：1 或1：2 配重，配重材料可采用块石或砂包。 投放之前插入 2 发并联起爆雷管。
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（2）药包投放
船投法（定位船、投药船）: 适应大 面积炸礁。
缺点：水上作业船舶设备较多， 施工工艺相对比较复杂。
应用范围：水电、航道、港口、 码头、水上拆除爆破等广泛使用。
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10.2.2 水下钻孔爆破设计
10.2.2.1 布孔原则 钻径: D=100－150mm
孔距、排距：
D100 a＝2.0－2.5m b＝1.5－2.5m D150 a＝3.0－3.5m b＝2.5－3.5m
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水上作业安全
1、作业人员必须穿救生衣、戴安全帽。 2、爆破水域的危险边界，设立禁航信号、 警告标志；并布置警戒船舶及警戒人员。 3、危险区内被保护对像的安全防护措施。 4、使用电爆器材要防止船舶杂散电流。 5、雷暴、大雾、大风（6级）浪高超过 0.8m、水位陡涨陡落时禁止水上爆破作业。
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练习题
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10.5 水下岩塞爆破
10.5.1 岩塞爆破设计要点 ⑴ 岩塞位置确定 通过钻孔、潜水等勘察手段确定岩塞 的岩性、构造、水下地形及岩塞厚度。 ⑵ 爆破方案选择 岩塞爆破必须一次成功，通常采用钻 孔爆破、硐室爆破或两种结合的爆破方法。
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药包布置与计算
⑴ 钻孔爆破：参照水下钻孔爆破设计。 ⑵ 硐室爆破：参照陆上硐室爆破设计 计算，考虑水体的压力与阻力，一般较陆 地增加 10% ~ 30%。
潜水员敷设法 ：适应流速缓，复杂情 况的水下炸礁。
水爆炸_精品文档
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。
水中爆炸
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。
炸药水下爆炸信号特征分析
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炸药水下爆炸信号特征分析
第 11 期
Pressure/Mpa Pressure/Mpa Pressure/Mpa Pressure/Mpa
Pressure/Mpa Pressure/Mpa Pressure/Mpa Pressure/Mpa Pressure/Mpa
球形装药 空气隔层 传感器 实验水箱
炸药水下爆轰瞬间产生的能量使爆炸产物气泡瞬时 达到高温高压，产生的冲击波、气泡脉动等会对水下目标 造成毁伤［1］。研究炸药在水中爆炸的能量输出结构对分 析水中兵器毁伤激励、研究目标冲击响应等具有重要意 义。目前在水下爆炸压力测试中常采用电测法，这种测 试方法能从测试曲线中获取指标参数和分析频率特性， 对目标毁伤分析和防护有重要意义。
实验炸药药包与压力传感器的距离为 70cm，药包炸 药为黑索金，药包 TNT 当量为 15g，药包形状为球形装药， 装药密度为 1g/cm3，起爆方式为中心起爆。实验测得的冲 击波压力波形如图 2 所示，气泡脉动压力波形如图 3 所示。
从图 2 可以看出，测点处冲击波压力峰值为 16.8MPa， 压力由零上升至峰值的时间为 6 μs，从峰值降至零的时 间约为 36 μs。从图 3 水下爆炸气泡脉动压力图像看出， 气泡压力峰值为 1.32MPa，气泡脉动周期为 0.056s。
总 575 期第 11 期 2015 年 11 月
水下爆炸冲击因子定义
水下爆炸冲击因子定义一、引言水下爆炸是指在水中发生的爆炸事件。
由于水的高密度和不可压缩性，水下爆炸的冲击波传播与陆地上的爆炸有很大的不同。
水下爆炸冲击因子是用来衡量水下爆炸冲击波影响的指标。
本文将就水下爆炸的冲击因子定义进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、水下爆炸冲击波的特点水下爆炸冲击波与陆地爆炸波相比具有以下特点： 1. 冲击波传播速度较快：水中的声速要比空气中的声速快约四倍，因此水下爆炸冲击波的传播速度也更快。
2. 爆炸冲击波能量损失快：水的密度高，且不可压缩，这使得水中的冲击波能量散失相对较快，导致冲击距离相对较短。
3. 钝化效应减弱：水的高密度能减小爆炸冲击波与目标物接触时的切应力，从而减少目标物的破坏程度。
三、水下爆炸冲击因子的定义水下爆炸冲击因子是用来评估水下爆炸对目标物的影响程度的指标。
具体而言，水下爆炸冲击因子定义如下所示： 1. 爆炸威力因子：用来衡量爆炸所释放的能量大小，通常以当量TNT质量表示。
2. 冲击距离因子：用来衡量爆炸冲击波传播距离的远近。
3. 钝化效应因子：用来衡量水在减小冲击波对目标物的切应力方面的效果。
4. 环境因素：包括水的深度、水的温度等对爆炸冲击波传播和目标物破坏的影响。
四、水下爆炸冲击因子的评估方法为了评估水下爆炸冲击因子，可以采用以下方法： 1. 数值模拟：利用计算流体力学（CFD）方法建立水下爆炸的数值模型，通过模拟得到爆炸冲击波的传播速度、能量损失等参数，进而评估冲击因子。
2. 实验研究：在控制实验条件下进行水下爆炸实验，测量和记录爆炸冲击波的传播距离、目标物的破坏程度等数据，通过分析实验数据得出冲击因子。
3. 经验公式：根据历史爆炸事故数据和实验研究结果，总结得出一些经验公式，通过输入爆炸参数和环境因素，可以快速估算水下爆炸冲击因子。
五、水下爆炸冲击因子的应用水下爆炸冲击因子的应用主要包括以下方面： 1. 军事应用：评估水下爆炸对敌舰船、潜艇等目标物的破坏能力，为军事行动提供参考依据。
水下爆破j
4.水下钻孔爆破 4.水下钻孔爆破
水下钻孔爆破的施工特点主要是： 钻孔爆破作业均在水下进行，能见度 差，加上水流、潮汐、水深的影响，因此 比陆上要复杂、困难得多。 钻孔爆破作业通常采用设有内外两个 套管的钻机，并在固定支架平台、浮在水 面上的专用自升式作业台或钻孔船上进行。 水下钻孔爆破应按开挖断面和船位有 序地进行。一般是由下而上、由外向内、 由深而浅分段进行。
4.水下钻孔爆破 4.水下钻孔爆破
水下炮孔布置形式和孔网参数 首先要与采用的作业方式（钻孔、装 药、填塞的方式方法与所用机具条件）相 适应。 原则上，越简单、越规则就越好。 坚硬完整岩石： a=（1.0~1.25）W；b=（0.8~1.2）W 1.0~1.25） 0.8~1.2） 裂隙发育或中等硬度岩层： a=（1.25~1.5）W；b=（1.2~1.5）W 1.25~1.5） 1.2~1.5）
4.水下钻孔爆破 4.水下钻孔爆破
目前国内外广泛应用的双套管钻进法，能通过 目前国内外广泛应用的双套管钻进法， 水下深厚覆盖层，在水下岩层内钻孔。 水下深厚覆盖层，在水下岩层内钻孔。这种钻机借 助管接头将组合套管和钻杆接到风动凿岩机上。 助管接头将组合套管和钻杆接到风动凿岩机上。外 套管直径800mm左右，用来固定钻孔位置， 800mm左右 套管直径800mm左右，用来固定钻孔位置，保护 钻具在钻孔过程中不致于受到流水冲击影响。 钻具在钻孔过程中不致于受到流水冲击影响。内套 管直径92~153mm 头部锒环形钻头， 92~153mm， 管直径92~153mm，头部锒环形钻头，可通过覆 盖层钻到基岩中10~12cm 10~12cm， 盖层钻到基岩中10~12cm，作为钻凿深孔和装填 炸药的导管。然后反转，把内套管松脱，留在孔内。 炸药的导管。然后反转，把内套管松脱，留在孔内。 用直径51~102mm的十字形钻头， 51~102mm的十字形钻头 用直径51~102mm的十字形钻头，在内套管保护 回转、冲击钻进。 下，回转、冲击钻进。量计算用体积公式： Q=K1V 式中 Q——炸药量，kg； ——炸药量，kg； V——爆破破碎岩石的体积，m3； ——爆破破碎岩石的体积，m K1——单位炸药用量，kg/m3，一般取 ——单位炸药用量，kg/m K1=5~10kg。 =5~10kg。
8水下控制爆破
水下岩 塞爆玻 的类型 按爆破 方式分 类 按爆碴 处理方 式分类 按隧洞 运行方 式分类
硐室爆 破
炮孔裸 破
聚碴爆 破
泄碴爆 破
堵塞爆 破
敞开爆 破
(三〕水下岩 塞爆破的基 本要求
要求做到一 次爆通
要求爆破口 成形良好
要求爆破时 确保爆破口 附近水工建 筑物的安全
二、水下岩塞爆破设计 岩塞爆破方案的选择 一个合理的爆破方案及药包布置方式，应体现在: 起爆的把握性大;工程量小，施工简单、安全、速度 快;对不同的地形地质条件，要有一定的适应性;炸 药的用量要小;爆破成形效果好以及震动破坏效应要 最小等。 各种种爆破方案的比较 从岩塞爆破工程的实践看，虽然各工程所采用的 爆破方案和药包布置各有不同。经过努力都能达到 岩塞爆通过水目的。但在药包布置的合理程度、施 工工作量的大小、速度快慢、施工难易、炸药用量、 爆破成形好坏等方面确实存在着明显的差异。
图8-1水中爆破药包定位方法 1--药包;2-拉缆，3一木杆或钢管 4-浮 筒或浮木，5一重物;6－-重锤:7-浮标 8－爆炸压密地基 9-桩
第三节水下岩塞控制爆破
一、水下岩塞爆破的特点与分类 (一)水下岩塞爆破的特点 当采用水下岩塞爆破技术修建水下进水口时，首先 是按照常规的施工方法修建隧洞，而在靠近库底或 湖底处，预留一定厚度的岩石(即岩塞)，最后采用 爆破的方法，一次炸除预留的岩塞形成进水口。如 图7-2所示。
水体在岩层上的覆盖作用远比空气大，从而
增加了对药包爆炸产生的阻力。 (1)水下爆破后岩石表面移动受到动水压力的作 用。 抛掷爆破时，增加药量∆Q按下式计算：
(2)岩石表面被水覆盖后，有一部分冲击波将
损失在水中。 (3)在多排爆破或者己爆破岩块尚未清除就继 续进行爆破时，需增加一部分药量.使其隆起， 达到完全松动，相当于将已爆岩块堆重心在 后排起爆前移动1/4抵抗线的距离。
structural analysis of underwater detonations -回复
structural analysis of underwater detonations-回复题目：水下爆炸的结构分析引言：水下爆炸是一种重要的军事技术，具有广泛的应用领域，如炸弹清除、水下爆破、地震研究等。
本文将从理论和实践两个方面逐步回答关于水下爆炸的结构分析问题。
第一部分：背景知识1. 水下爆炸的定义和原理：水下爆炸是指在水中引爆的爆炸物炸发过程。
其爆炸原理与陆地爆炸基本相同，但由于水的阻力和环境因素的影响，水下爆炸具有独特的特点。
2. 水下爆炸对周围环境的影响：水下爆炸可以产生冲击波、气泡云、水柱等效应，对周围的水体、土壤和结构物等会产生不同程度的影响。
第二部分：水下爆炸的理论研究1. 应力波传播分析：水下爆炸引起的应力波是水中传播的压力波，通过数学模型和计算方法可对其传播规律进行分析。
2. 爆炸冲击波与结构的相互作用：水下爆炸的冲击波与水中结构物的相互作用会引起结构物的应力、位移等变化，通过有限元方法和动力学模型可以进行数值模拟和分析。
3. 爆炸产生的气泡云研究：气泡云是水下爆炸产生的或由冲击波破碎的大量气泡，其分布、运动规律和对结构物的影响也是结构分析的重要内容。
第三部分：水下爆炸的实验研究1. 实验装置和参数控制：水下爆炸的实验可通过建立合适的实验装置和调整不同参数来模拟真实情况。
2. 试验数据的采集和分析：通过高速摄像、压力传感器等设备采集爆炸现场的数据，并结合计算方法进行数据处理和分析。
第四部分：案例分析及应用1. 水下爆炸拆除炸弹的研究：通过对水下爆炸拆除炸弹的原理、方法和实践情况进行结构分析，可提高拆弹过程的安全性和成功率。
2. 水下爆破在工程领域的应用：水下爆破广泛应用于水下工程、深水钻井等领域，在进行结构分析的同时，也需要考虑环境保护和人员安全等因素。
3. 水下地震研究中的爆炸源：水下爆炸可以模拟和产生类似地震的波动，因此在地震研究中的爆炸源分析也是结构分析的一部分。
水中爆炸特点
水中爆炸的特点在不同的介质中，质量相同的同种炸药所产生的爆炸威力是不同的。
由于水和空气具有不同的密度（海水密度ρ=1024.6kg/，而空气的密度ρ=1.226kg/,海水的密度约为空气的835倍）和不同的压缩性（空气是可压缩的，而海水的压缩性通常只有空气的1/30000到1/20000，一般认为是不可压缩的）。
因此炸药在水中所产生的破坏作用比在空气中强烈得多。
这是由于水的压缩性很小，它积蓄能量的能力很低，当炸药爆炸时，海水就成为压力波的良好传导体。
当装药在无限水介质中爆炸时，在装药本身的体积内形成了高温、高压的爆炸气体产物，其压力远远超过了周围水介质的静压。
因此，在爆炸所产生的高压气体作用下，在水介质中同样会产生水中冲击波，同时爆炸气体的气团向外膨胀并做功。
冲击波在水中的传播与声的水下传播近似。
水中声速比空气中的声速大，在18℃海水中声速大约为1494m/s，空气中的声速为340m/s，由于水具有上述的特殊性质，所以装药爆炸后所形成的水中冲击波和爆炸产物的膨胀也就具有它自身的特点。
一、水中冲击波的特点球面冲击波的波前推动水，波前的压力转化为水的压强波和水的扩散运动，这导致气体爆炸产物的膨胀。
冲击波扩散时，其波前压力以指数衰减形式向周围传播，初速远大于水中的音速，此后传播速度很快减至音速，能量也急骤减少，出现冲击波衰减。
在一定距离后，冲击波转变为声波。
冲击波包括正、负压力区（高压区和低压区）。
高压区的长度称冲击波波长λ，它比低压区的长度小。
冲击波波前压力是它的主要特征，随着距离爆炸中心增加，冲击波波前压力逐渐降低。
二、水中爆炸的基本现象与特点总之，冲击波与声波相比较有以下特点：（1）冲击波的传播速度开始大于声波数倍，随着波的推进，其速度迅速下降，直至声速。
（2）冲击波的最大压力衰减极快。
（3）波形随着传播而扩展。
爆炸后，首先在水中产生冲击波，同时气泡开始首次膨胀，气泡扩大到一定程度，气泡内的压力变化与周围压力相等，但由于水的惯性作用，气泡将继续扩大。
水爆炸的原理
水爆炸的原理
水爆炸是一种特殊的爆炸现象，发生在水中的爆炸事件。
水爆炸的原理是通过在水中引入能量，使水中的分子迅速膨胀，达到爆炸的效果。
具体过程如下：
1. 引入能量：将能量以不同方式引入水中，这可以是化学反应、物理作用或其他形式的能量输入。
例如，通过电击、撞击等方式。
2. 水分子膨胀：当能量输入后，水分子开始膨胀。
这是因为能量使水中的分子振动加剧，分子间的距离增大，水体变得不稳定。
3. 水分子振动：由于能量的输入，水分子振动幅度增大，相互之间的吸引力减弱。
这使得分子能够更容易地从液态转变为气态。
4. 水分子蒸发：在振动增强、吸引力减弱的作用下，水分子开始蒸发，形成气泡。
5. 气泡膨胀破裂：随着气泡的不断形成和膨胀，水中的压力也会不断增大。
当压力超过水的抵抗力时，气泡会破裂，释放出大量的气体和能量。
6. 爆炸效应：随着大量气体和能量的释放，能够引发爆炸效应，产生冲击波和水柱，造成周围环境的破坏和损伤。
总而言之，水爆炸的原理是通过引入能量使水分子膨胀和蒸发，进而产生气泡，并通过气泡的破裂释放出大量的气体和能量，形成爆炸效应。
水下爆破知识总结
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）。
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水下爆炸特征分析
6.4.1水下爆炸试验特征分析
6.4.1.1水下爆炸试验背景
水下爆炸试验工程是指以确保完成水下爆炸试验任务为根本目的，为发展水下爆炸试验技术、具备水下爆炸试验能力而进行的科学技术研究活动。
水下爆炸试验工程不能等同于实船爆炸试验任务。
实船爆炸试验是水下爆炸试验工程的中心内容，也是检验水下爆炸工程的唯一标准，而水下爆炸工程既包含了实船爆炸试验，也包含了与实船爆炸试验相关的其他许多科学技术活动。
水下爆炸试验工程是研究为达到不同试验目的的最佳试验方式，研究冲击响应测量的理论、技术和方法，研究兵器和舰艇在水下爆炸作用下的仿真与评估理论、技术和方法，研究涉及多单位、多学科且周期长、耗资大的试验工程理论、方法和技术。
6.4.1.2水下爆炸试验工程系统
水下爆炸试验工程是一项系统工程，它包含了许多子系统，这些子系统间既相互联系又相互制约。
为了从总体上把握系统间互相联系、互相制约的要素及变化，首先应该研究该系统的结构和相互关系，充分利用和挖掘系统潜力，才能更好地完成水下爆炸试验。
6.4.1.2.1统结构及其相互关系
水下爆炸试验工程系统是一个集中控制的多层次结构，如下图所示。
每个子系统又由若于更低层次的子系统组成，以此类推。
一个子系统的功能是由其所属的下级子系统的功能共同实现的。
这里所说“共同实现"的关系，可能是互相独立的“并联" 关系，也可能是互相依赖的“串联"关系。
例如舰船冲击响应测量包括加速度测量、应变测量、速度测量等子系统，各子系统是“并联"关系，而组成每一参数测量子系统的传感器、信号调理模块和数据处理模块则为串联关系。
图4-1 海上爆炸试验工程系统功能结构
6.4.1.2.2系统功能结构关系
水下爆炸试验工程系统功能结构见图4-1。
它是一个集科学、技术、工程为一体的系统。
所谓系统功能结构是从技术层次上分析研究进行爆炸试验所必需的结构。
从功能上说每个子系统至少完成一个确定的技术目标。
由于每次爆炸试验的目的、规模、要求、试验方式各不相同，各级子系统与其所属下级子系统所需的
规模和运作方式也不同。
其功能结构关系简述如下。
仿真评估系统：用于对兵器、目标结构、设备在实战条件进行仿真计算，预测兵器爆炸威力、结构及设备抗冲击性能等，为试验方案设计提供支撑；同时结合试验数据和仿真结果，对兵器实战威力、舰艇生命力、设备抗冲击能力进行评估。
该系统在试验前、后工作，随着计算科学的发展和评估理论的完善，该系统对于靶场的重要性将与日俱增。
指挥通讯系统：主要负责试验时各级指挥人员、技术人员相互间联系，以及和外界通讯等。
由于试验保密级别高，试验现场人员要随时保持联系，通讯用语要有特别的规定，通讯方式也基本采用点对点通讯。
靶船供电系统：负责实船试验时靶船上的供电，这是由于担心爆炸时刻靶船瞬时断电，保证测量设备正常运行所采用的外部供电方式。
起爆控制系统：负责爆源的布放、安全起爆和控制，该系统常和爆源定位系统同时运用，才能成功地将爆源布放到预定位置。
爆源定位系统：用于确定爆源和靶船间的相对位置、距离。
该系统可为现场指挥人员、布雷操控人员等提供相对准确可信的数据，提高试验效率。
摄影摄像系统：负责试验时各种现场情况的摄影摄像，并根据试验规模和需要，对靶船重要部位提供全方位的监控和摄像。
该系统还包括水下高速摄影，可对爆炸载荷（如气泡脉动）在水。