第五章水中爆炸理论及其作用
水下爆炸(理论)
4.1水下爆炸的基本现象和基本原理
药包在水中起爆，炸药爆轰后首先在炸药内传播爆轰 波。当爆轰波传到炸药和水的界面时，在水中形成冲击波。 水中冲击波初始压力比爆轰波的压力约小30～35%。爆炸 产物向外膨胀，将能量传递给水，水再将能量传递给待爆 介质。
4.1பைடு நூலகம்1水中冲击波的传播
1.在药包附近的冲击波传播速度比水中的声速（约为1500m/s） 要大数倍。 2.水中冲击波压力随传播距离而减小。 3.压力波波长随传播距离而增长。
反射波对气团的作用
水底爆炸：如同装药在地面爆炸一样，将使水中冲击波的压力增高。对
绝对刚体的水底，相当于2倍装药量的爆炸作用。实验表明，对砂质黏土 的水底，冲击波压力增加约10%，冲量增加约23%。
水中障碍物：它对气泡的运动影响很大。气泡膨胀时，近障碍物处的
水的径向运动受到阻碍，气泡有些离开障碍物的现象；但是，当气泡 不大时，气泡内腔处于正压的周期不长，这种效应并不显著。当气泡 受压缩时，近障碍物处的水的流动受阻，而其他方向的水径向聚合流 动速度很大，因此气泡朝着障碍物方向运动，即气泡像是被引向障碍 物。再一次脉动时，就可能对障碍物作用引起破坏。 。 在大规模水下工程爆破时，有时还会形成大量的岩块或土体以滑坡 形式突然倾入水域中，造成巨大涌浪，当遇到港工或水工建筑物时，涌 浪前进方向受到阻挡，引起附加水压力，并有可能翻过建筑物顶部向下 游宣泄，造成事故。在水下工程爆破特别是水底大药量爆破时，将会产 生强烈的地震波，受水介质影响，地震波的衰减较陆地慢，因此水下爆 破地震效应比陆地同量级的岩土爆破要大，地震震动影响范围比陆地要 大，因此在水下爆破工程设计中要进行防地震效应的设计计算。
Pm K 7r R
H0 / r h/r
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）。
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。
水下爆破新技术：水下爆破基本理论
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""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。
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。
水下爆破ppt课件
钻孔爆破船的合理应用范围
水下钻孔爆破按钻孔工艺分类，主要有以下几种：
（1）钻机水底钻孔；
（2）人力水上凿孔；
（3）钻机水上钻孔。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
20
3简易支架式水上作业平台 简易支架式水上作业平台是一种在近岸搭建支架，在
支架上进行钻孔爆破的作业方式。它适宜于浅水、近岸的 潮间带作业。采用这种方式主要是因为施工区域水深无法 满足专业钻爆船(平台)的吃水要求而采取的一种变通的简 易作业方式。由于其安全性相对较差，在工况复杂的水域 应当慎用。
15
水下钻孔爆破
1工程特点 水下钻孔爆破，是通过作业船或水上作业平台，利用
其配套的钻具穿过水层对水下岩石进行钻孔，并通过套管 进行装药、堵塞等工艺，最后进行联线起爆等作业的一种 爆破施工工艺。 近年来，随着水运行业的发展，原来水深条件不足的 港池和和航道，现在都需要浚深，遇到土质较硬时就要采 用水下爆破的方式。而在水下爆破的各类形式中，水下钻 孔爆破是应用最为广泛的一种爆破作业方式。它广泛运用 于港口工程建设、航道的疏浚、水下建（构）筑物的拆除 及清障等。
面的作业船舶，平台升离水面后，工作时可不受海浪、潮 流和潮差的影响。下表为“中海潮1”号的船体及钻机参数。 实船如图7-3-2所示。
26
“中海潮1”号钻爆平台参数
27
“中海潮1号”照片
28
5钻孔工艺及配套机具
A钻机水底钻孔
钻机水底钻孔就是由潜水员在水下操作钻孔机械在岩 石上进行钻孔的作业。其特点是：灵活简便，但工作效率 低，劳动强度大，成本远比水上钻孔高。适用于水浅、工 程量小的工程。有时，大型工程收尾阶段，钻爆船已撤场 后又发现有个别浅点，也采用这种方式进行处理。
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。
水中爆破作用原理
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。
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冲击波在有限水域中爆炸（有自由面和水 底存在），冲击波在自由表面和水底产生反射。
1、自由面存在 自由表面存在，水中冲击波在自由表面 形成迅速扩大的暗灰色的水圈，在自由面发生 反射，形成飞溅水冢。此后，爆炸产物形成的 水泡到达水面，出现与爆炸产物混在一起的飞 溅水柱。 水很深时，不出现上述现象,对普通炸药， 深度h为：
解：
c1
c0 1
1 2B
p1
1460(1
(7.151)1000 ) 2 3045 7.15
1660m
/
s
D
c0 (1
1 4B
p1 )
1460
1
7.15 4 3045
1 7.15
1590
m
/
s
u1
c0
p1
B
1460
1000 3045 7.15
67m / s
1 0
p1 B 1000 3045 1.328 p0 B 1 3045
4、自由表面反射的稀疏波使气泡变形， 所以实际的气泡并不完全是球形的。
障碍物对气泡脉动的影响
1、气泡膨胀时，近障碍物处水的径向 运动受到阻碍，气泡有些离开障碍物的现 象。
2、当气泡受压缩时，近障碍物处水的 流动受阻，而其它方向的水径向聚合流动 速度很大，因此使气泡朝着障碍物方向运 动，即气泡好象引向障碍物。
图5-1-2 气泡的脉动过程
根据科乌尔的数据，当重量为250克的 特屈儿装药在91.5m的深度爆炸时，用高速 摄影机拍摄到的气泡半径随时间的变化关 系如图5-1-3所示。
图5-1-3 气泡半径与时间的关系
由图中可知：
1、开始时气泡膨胀速度很大，经过 14ms后，速度下降为零，然后气泡很快被 压缩，到28ms后，达到最大的压缩。往后 开始第二次膨胀和压缩过程。
§5.1.2 气泡脉动现象
水中爆炸的爆炸产物，在和冲击波分离 以后，它在水中以气泡的形式作不停的膨 胀和压缩，该过程称为气泡的胀缩脉动或 气泡的脉动。由于水的密度大、惯性大， 这种气泡脉动次数要比空气中爆炸的多， 有时可达十次以上。
图5-1-2是用高速摄影机，对于梯恩梯 在水中爆炸拍摄的全过程中的一个镜头， 可以清楚地看到气泡的形成过程。
0.000647 0.37×105
水中冲击波可分为强、中等和弱三种，对水中冲 击波也应分为三个区域进行计算：
（1）强冲击波(P≥2.5×104大气压 )
P1≥2943MPa时:
P1 P0 d2 1 0
P1 P0 d2 1 0
P1≤2943MPa时:
P1 B P0 B
1
0
式中 ：d2=4250，χ=6.29，B=2987.15×105Pa
7.15
所以：
P1
P0
4250(
6.29 1
) 6.29 0
（9.81×104Pa）
(F)
（F）代入(B)式，当υ0 = 0时，得
D2
1 P1 P0
4250(
6.29 1
) 6.29 0
02 1 1 0 1
0
c02
B 0
代入(J)式：
c1 c0
1 0
1
2
c1 c0
1
P1 B
1
2
c1 1 ( 1) P1 (K)
c0
2 B
由(A)式，忽略P0，且υ0=0，则
12
P1
0
1
0 1
代入(J)式：
12
P1
0
1
1
P1 B
1
同样，近似的取级数第一项，得到
12
P1
0
1
1
1
P1 B
对于一维流动，界面处爆炸产物质点速 度为：
x
D 1
1
2 1
1
Px P1
1
2
(5-2-1)
水中冲击波阵面上的质点速度，当υ0=0时， 由(B)式可改写为：
m
Pm
P0
1
0
1
m
将强冲击波关系式（F）与上两式联立可求解， 但误差较大。
由动力学的实验测定，当压力P在0～45MPa 时，水的冲击绝热方程为：
Dm
1.483
25.306 lg
1
m
5.190
水中冲击波的动量方程为
(5-2-2)
P1 B
2
(M)
从(K)，(L)，(M)三式可看到，弱冲击波阵 面参数c1，υ1，D与压力P1成线性关系。由此， 水中冲击波阵面参数应根据压力选择相应的计
算式。计算结果列于表5-2-2。
习题：已知水中冲击波阵面压力1000大气压， 计算波阵面的传播速度、质点速度、密度、音速和 温度。当压力为237000大气压时，χ=4.63
4l 14 7.6
§5.1.3 二次压力(缩)波
气泡脉动时，水中将形成稀疏波和压 力(缩)波。稀疏波的产生相应于每次气泡 半径最大的情况，压力波则与每次气泡半 径最小相对应。通常气泡第一次脉动时所 形成的压力波(又称二次压力波)才有实际 意义。
例如137㎏梯恩梯装药，在水中15m深 处爆炸时，在离爆炸中心18m的地方测得水 中冲击波的压力与时间的关系如图5-4所示。
h 9.0 3 W
2、有水底存在 水底存在时，水中冲击波的压力增高。 对于绝对刚性的水底，相当于两倍装药
量的爆炸作用。 实验表明，对于砂质粘土的水底，冲击
波压力增加约10％，冲量增加约23％。
☆☆装药在水中爆炸时，能产生水中冲击波、 气泡和压力波。三者对目标(舰艇，水下建筑物 等)都会造成一定程度的破坏作用。
如果气泡脉动时留在爆炸产物中的能量为nQv
=1848KJ/kg，装药在水深12m处爆炸时，(5-1-2)
式可简化为
im 0.223 W / R
3、气泡最大半径rm的经验公式
4 r3
3m
W
Vm
W Qw P0
rm
3
3W
梯炸药，可取k=1.63
1 1.3281/7.15 0
1 1.404 g / cm3
§5.2.2 水中冲击波的初始参数
在水中形成初始冲击波，并向爆炸产物中反射 稀疏波，如图5-6所示。由于水的可压缩性很小，冲 击波的初始压力很大，一般超过10万个大气压。假 设爆炸产物按PVγ = const的规律膨胀。
图5-2-2水中冲击波的初始参数
水中爆炸能量分配：
水中爆炸所形成的气泡脉动现象，是由爆炸 产物形成的气泡在水中多次膨胀和收缩所形成的 脉动。每次脉动消耗一部分能量，其能量分配情 况如表5-1-1。
表5-l-1 水中爆炸的能量分配
用于冲击波的形成 用于第一次气泡脉动 用于第二次气泡脉动
爆炸能量的消耗 ％
59* 27 6.4
留给下次脉动的能量％
弱冲击波
p大气压
P=1大气压
P=3×104大气P=压2.5×105大气压
图5-2-1 系数χ与压力的关系
压力增加到2.5×105大气压时，χ=4.6，熵的变化大， 压力再增大时，冲击波就不是等熵的。冲击波通过水和 空气时的熵值的增量△s与压力的关系列于表5-2-1。
表5-2-1 冲击波通过水和空气时△s与压力的关系(计算值)
7.36MPa~9.81MPa时，体积变化1/320； 98.1MPa 时，水的密度变化△ρ/ρ=0.05
高压下可压缩,形成冲击波。
（2）水的密度比空气大，装药爆炸时，爆炸 气体受到不同的静压作用，故膨胀较慢。
（3）水中声速较大，18℃时，声速为 1489m·s-1。随水中含气量的增加，水中声速的下 降很快。当水中含气量为0.1~l％时，水中声速下 降到900m·s-1。
第五章 水中爆炸理论及作用
5.1水中爆炸的物理现象 5.2水中冲击波 5.3水中冲击波的传播 5.4水中冲击波的反射 5.5水中冲击波的作用
§5.1水中爆炸的物理现象
装药在无限水介质中爆炸时，形成高温、高 压的爆炸产物，其压力远远地超过静水压力，会 产生冲击波和气泡脉动两种现象。
炸药在空气中和水中爆炸时的物理现象，主 要区别：
图5-4 水中爆炸的压力与时间关系
气泡脉动所形成的二次压力波的计算：
1、二次压力波的峰值压力Pm的计算式
Pm P0 71.023 W / R (105 Pa) (5-1-1)
2、二次压力波的比冲量im的计算式为
22
im 5.925102 nQw 3 W 3 / Zn1 6R (10 4 Pa s) (5-1-2)
水中冲击 冲击波强度 波压力
（MPa）
强冲击波区 10000 5000
中等强度冲 击波区
2500 1000
500
弱冲击波区 100
与压力相应的 当△S相同时空气 (△S) 冲击波压力（Pa）
J / g C
2.050
32×105
0.865
0.336 0.080 0.0189
10×105 6×105 0.7×105
4、气泡达到最大半径所需的时间tm
tm
rm 0
2
4
p0
r03 3
rm r0 rm
r0
dr
rm
2
3 p0
1
5
tm 0.154W 3 p06 （s）
§5.2 水中冲击波
§5.2.1 水中冲击波的基本方程式
质量守恒，动量守恒和能量守恒定律 导出水中冲击波的基本方程为
1 0 P1 P0 1 0 1 1 (A)
D 0 1 0 P1 P0 1 0 1 1
(B)
E1
E0
1 2
P1
P0
1
0
1
1