护壁爆破时，对于隔振护壁面方向，爆轰产物直接冲击护壁材料内壁，材料的密度大于爆轰波阵面上爆炸产物的密度，且固体介质的压缩性一般小于爆轰产物的压缩性，作用于隔振护壁材料上的冲击波，除产生的透射外，还有向爆炸中心反射的压缩波。透射波经2 层护壁材料、护壁材料之间和护壁材料与孔壁之间的环形空气衰减后，能量大大降低，同时护壁材料本身也产生变形与位移，吸收部分能量，从而大大降低了冲击波对孔壁介质的损伤破坏作用。
1. 隔振护壁面方向的爆破力学作用[3]
（1）假设岩石和隔振护壁半圆形管材泊松比相同，根据弹性力学厚壁筒原理，隔振面方向孔壁初始拉应力峰值和准静态应力可按式（17-1）、（17-2）计算：
（2）爆生气体作用于半圆管材的隔振作用。
压应力使隔振护壁材料外壁与炮孔壁耦合、护壁材料与孔壁介质连成一体，因此，这时可应用厚壁管理论，并令外径处于无限大导出的公式来近似地计算护壁半圆形材料的作用，如下式：
式中： rb为套管半径；n 为套管层数；δ 为套管厚度；ν 为套管或岩石的泊松比。
2. 隔振护壁面隔振材料的力学效应
（1）隔振护壁材料对爆炸应力波的反射效应。
当隔振护壁材料的特征阻抗大于炸药的特征阻抗（ ρmDm﹥ρ0D0）且爆轰波直接作用于材料壁时，除产生透射波外，尚有爆炸中心反射的压缩波。根据王树仁和魏有志[6]的研究，采用硬质塑性材料，反射波能量为总能量的10.0%～13.0%，因此透射到隔振材料的冲击波，再由不耦合环形空间衰减，最后作用于孔壁的冲击波难以形成裂纹。
（2）隔振材料凹面的沟槽效应。
径向间隙效应，又叫管道效应或沟槽效应，是指圆柱形药包直径小于炮孔（管）直径时（径向不耦合），药包表面与孔（管）内壁之间间隙对爆炸产物的作用。隔振材料凹面与柱状（筒状）药包之间有一定的间隙，而隔振材料比炸药的硬度大、强度高，炸药起爆后，爆轰产物除有大部分集中向临空面聚集外，还有部分向间隙传播，使大部分爆轰波集中于炮孔底部间隔层和临空面一侧，产生沟槽效应。
（3）凹面隔振材料的边部效应。(www.xing528.com)
隔振材料具有一定的硬度和强度。根据试验①（委托中国矿业大学现代爆破技术研究所，2007 年3 月）的结果，在炸药爆炸一定时间内隔振材料凹面边部对爆炸应力波有约束作用。在爆炸初期首先炮孔两侧成一定角度产生裂纹，之后临空面正面开始产生裂纹，这时向两侧发展的裂纹长度大于临空面方向的裂纹长度；再往后两侧裂纹呈现180°扩展，这时临空面正面方向上的裂纹长度赶上甚至超过两侧裂纹的长度。裂纹扩展顺序见绪论（图0-5）。试验结果中裂纹发展的规律说明隔振材料凹面起到了边部效应的作用。
（4）隔振材料的端部效应。
随着爆炸过程的发展，隔振爆破隔振装药结构产生端部效应。
采用LS-DYNA 软件对定向卸压隔振材料隔振爆破炮孔隔振一侧隔振材料进行三维模拟，结果为：隔振装药结构炸药上端压力为673 MPa，炸药下端压力为445 MPa；装药结构上端的压力是未护壁（临空面）压力的1.49 倍；装药结构炸药下端是未护壁（临空面）压力0.985倍，几乎一样。说明卸压隔振爆破材料产生端部效应有利于能量的有效利用和改善爆破效果。
（5）隔振材料的隔振效应。
在相同条件下的台阶模型爆破试验②（委托西南科技大学环资学院中心实验室，2007 年3 月、2010 年12 月），采用定向卸压隔振爆破临空面一侧的振速峰值明显大于后冲方向（隔振面），隔振面一侧爆破振动速度降低了32%～67%；而采用常规爆破后冲方向的振动速度均大于台阶前侧，如表17-1 所示。
表17-1 相同条件下的模型试验
注：“+”表示台阶后侧，“-”表示台阶前侧。
3. 模型试验结果
（1）定向卸压隔振爆破：距离爆源0.8 m 时，台阶后侧爆破振速峰值比临空面一侧降低64.3%～66.9%；距离爆源2.0 m 时，台阶后侧爆破振速峰值比临空面一侧降低32.0%～40.0%。
（2）常规爆破：因药量少且集中于炮孔最下端，距离爆源0.6 m、0.8 m，台阶后侧爆破振速峰值比临空面一侧分别降低9.9%、9.45%，在10%以内。
采用隔振材料，降低了隔振面一侧爆破振动速度，表明隔振材料具有隔振效应。
试验③（委托总参工程兵科研三所，2007 年11 月、2011 年1 月）结果表明，透射系数降低40%～50%；试验①表明爆轰波作用于护壁面一侧的能量被阻隔46.95%；试验④（委托西南交通大学高压高热物理研究所，2007 年3 月、2008 年3 月）表明爆炸初始压力降低30%～60%；由于岩石试件有隔振保护层，一级轻气炮冲击试验后声速测试声速只降低13.48%。
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