水中爆破与陆地爆破作用特征不同,这与水介质的易流动性、弱黏滞性和微压缩性密切相关。炸药在水中爆炸时,爆生气体产物的温度可达到3000℃,爆炸初始压力约为14GPa。对药包周边耦合的水界面激起具有突跃性、强间断的冲击波和水的扩散运动,并在数倍药径区内以数倍水的声速(1500m/s)的球面冲击波形式向外传播。随后,爆破生成的高压气体以气泡形式继而膨胀做功,使水快速扩散,并做惯性运动,因而导致气泡压力骤降而出现的稀疏波跟随向外传播,故造成水中爆破作用场各点的冲击波超压迅速下降,呈指数衰减,冲击波作用时间仅为毫秒量级。
当气泡压力降低至静水压力以下时,爆源周围水体开始做反向运动,并压缩气泡到达静水压力平衡点后,由于水的惯性运动,导致气泡过度压缩,然后气泡再次膨胀对水体做功,如此往复,在水中形成多次脉动压力,其大部分能量转化为水体扩散滞后流。所以,水中爆破作用场特性只受水中冲击波、脉动压力和滞后流运动等因素影响。由于爆破产生气体产物膨胀后的比重低于水的比重,因此气泡在脉动过程中不断向水面浮升,体积亦不断做周期性的压缩膨胀的变化,直至到达水面与大气连通时冲出散逸而产生水羽喷发。
1.深水爆破
大约有一半的炸药将化学能转化为水中冲击波;另有1/3 或更大部分能量以热能形式消耗于水体之中;而气泡脉动压力所占的能量较小,约为水中冲击波能量的1/3 或更少。因此,水中冲击波是水中爆破主要影响因素。气泡第一次脉动压力一般约为冲击波峰值压力的10%~20%,但其压力作用时间长,远超过冲击波压力作用的持续时间,具有振动频率低、作用时间长的特点。气泡脉动过程中,大部分初始能量消耗在气泡迅速地做横向和纵向位移而产生的紊流运动上。(www.xing528.com)
2.浅水爆破
浅水爆破作用特性与药包的比例埋置深度有关。除产生水中冲击波和脉动压力外,还将产生复杂的水面现象。包括:浅水爆破产生的水中冲击波在自由水面上反射造成快速飞溅的羽状水柱;气泡浮升至水面突入大气时产生的水喷现象;近水底爆破引起强烈的衰减很慢的地震波和对水底介质强扰动和冲击形成水底爆坑;由于爆破对水面作用和水柱回落产生一连串的波浪向四面传播与水面障碍物撞击,产生破碎浪压力和涌浪爬高现象;近水面爆破使水体横向抛散,水面出现明显弹坑,爆心上空形成抛散水柱。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。