冰介质的基本性能分析

冰的种类不少，地面上常见的冰可大体分为三类：第一类是水成冰，冬天封盖大地的冰，包括河冰、湖冰、海冰以及地下冰统统都是由水直接冻成的，所以称之为水成冰；第二类是在大气中降下堆积的雪，也可叫沉积冰；第三类是由积雪经过变质作用而成的冰川冰。

可以把冰看成一种特殊的岩石。地球上的矿物组合成各种岩石，因而成层的冰也可叫作冰岩。这是一种极纯的、晶体的、单矿物的、处于地球表层的、很不稳定和经常发生变质作用的岩石。一般岩石通常总是坚硬的固体，而冰这种岩石从固态转化为液态却十分容易。对于爆炸技术，所关注和研究的是水成冰，而且主要是河冰。(www.xing528.com)

物体在受力情况下，可做三种变形，即弹性变形、塑性变形和脆性变形（断裂）。就冰来说，由于它容易实现晶体的内部滑动，是有利于表现出塑性变形的。但是，当外力突然增高或当加载速度很快时，很容易超过冰的破裂强度，产生脆性变形。只有在缓慢加载荷并且长期受力时，冰才能表现出塑性变形的特点。爆炸破冰，加载时间很短，且加载速度极快，冰表现出明显的脆性变形，可视为脆性材料。与爆炸破冰有关的力学性能主要是冰的抗压强度和抗拉强度。冰的抗压强度和抗拉强度与冰温有密切关系，随冰温变化很大。据有关资料介绍，冰的抗压强度在3.5～4.5 MPa之间，且随冰温的下降而增大。冰的抗压强度是抗拉强度值的3～6倍，而一般岩体的抗压强度为抗拉强度的10～20倍，有的达50倍，这是冰介质与岩体力学性能的一个很大区别。尽管冰的抗压强度较岩石低，但抗拉强度却相对较高，因而，炸药用药量却不一定少。由于抗压强度低，爆炸时更容易产生粉碎性破坏而消耗大量能量，降低破冰效果。