Page 67 - 《爆炸与冲击》2025年第12期

第 45 卷 陈飞翔，等： 温压炸药隧道内爆炸结构约束对冲击波及爆炸火团的影响规律 第 12 期

800 300
M=1 kg M=1 kg
700 M=2 kg M=2 kg
600 M=3 kg 250 M=3 kg
M=4 kg M=4 kg
500 M=5 kg 200 M=5 kg
Δp m /kPa 400 Δp m /kPa 150

300
200
100
100
0 50
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 2.0 2.5 .0 4.5 5.0
Scaled distance/(m·kg −1/3 ) (L s ·M −1/3 )/(m·kg −1/3 ))
图 15 超压峰值随比例距离的变化 图 16 平面波形成后，超压峰值随比例距离的变化
Fig. 15 Relationship between peak overpressure Fig. 16 Relationship between peak overpressure and scaled
and scaled distance distance after plane wave formation

3 500 3 500 3 000

M=1 kg M=2 kg M=3 kg M=1 kg M=2 kg M=3 kg L e =5.0 m
3 000 3 000 2 500 L e =3.0 m
2 500
I/(kPa·ms) 2 000 I/(kPa·ms) 2 500 I/(kPa·ms) 2 000
2 000
1 500
1 000 1 500 M=4 kg M=5 kg 1 500
500 M=4 kg M=5 kg 1 000 1 000
10 15 20 25 14 15 16 17 18 19 20 21 1 2 3 4 5 6
L s /m L s /m M/kg
(a) Impulse at different propagation (b) Impulse at different propagation (c) Variation of impulse with explosive
distance distance after plane wave formation mass
图 17 炸药质量对爆炸冲击波冲量传播规律的影响
Fig. 17 Effect of explosive mass on propagation law of shock wave impulse

5 隧道内爆炸火团的演化特征与传播距离

5.1 隧道内爆炸火团的演化特征
图 18 为 5 kg 温压炸药在 L =5.0 m 处爆炸火团的演化过程，从图中可以清楚地观察到温压炸药爆炸
e
火团的演化过程。随着爆炸能量的快速释放，火团迅速膨胀并向外扩张，火团内部的温度梯度分布表明
热量正向周围介质传递，导致局部温度上升，火团阵面近似球面。随着爆炸时间的发展，火团半径逐渐
增大，由于受坑道壁面限制，火团沿隧道轴线垂直方向的发展趋势趋于停滞，主要向轴线方向延伸，轴线
方向出现火团高温尖端，以高温热辐射和热对流的方式加热周围空气。随时间的增长，火团的温度逐渐
降低，轴线方向突出的火团高温尖端也逐渐消失，此后火团面近似于平面，流场相对稳定。这一现象与
冲击波在坑道内的传播极为相似。
5 kg 温压炸药在 L =5.0 m 处爆炸，不同时刻隧道内轴线方向上温度随传播距离的变化如图 19(a) 所
e
示，可见隧道内轴线方向上的温度分布呈“几”字形变化。5 ms 时，高温火团核心温度在隧道内约为 2 000 K，
在 隧 道 外 约 为 700 K； 10 ms 时 ， 高 温 火 团 核 心 温 度 在 隧 道 内 约 为 1 800 K， 在 隧 道 外 约 为 1 300 K；
20 ms 时，高温火团核心温度在隧道内约为 1 600 K，在隧道外约为 1 500 K；随着时间的推进，隧道口内的
温度持续下降，由于火团总是向近隧道口方向移动（图 18），则隧道口外的温度随着时间的推进先上
升后下降。火团不同温度在轴线方向的传播距离 L 随时间的变化如图 19(b) 所示，15 ms 时，火团的 1 500 K
f
温度边界达到最大，轴线方向的最大传播距离为 6.1 m；20 ms 时，1 000 K 温度边界达到最大，轴线方向的
最大传播距离为 7.1 m。

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