Page 73 - 《爆炸与冲击》2026年第10期

第 46 卷 杨 光，等： 基于雷管与铝热剂起爆的混合生物质爆破剂爆炸特性分析 第 10 期

下样品的比冲击能存在较大差异，这一现象与实验装药尺寸有关。由于本研究所采用的钢管容器直径
仅为 30 mm、高度为 55 mm，反应空间有限，起爆药释放的能量在小尺度约束条件下对整体爆炸能量分
布的影响被放大，从而使起爆方式对水下冲击响应的影响增强。综上，3 种起爆方式的效果从优到劣依
次为：雷管起爆（S0）、Al/Bi O 起爆（S2）、Al/CuO 起爆（S1）。
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3.4 生物质爆破剂爆破漏斗测试分析
表 7 给出了采用 3 种起爆方式起爆生物质爆破剂的爆破漏斗的不同参数，其中，V 为爆坑体积。形
b
成的爆坑如图 9 所示。

表 7 爆破漏斗参数
Table 7 Parameters of blasting funnel
起爆方式 W/cm r/cm R/cm h/cm H/cm θ b /(˚) n b V b /m 3
S0 57 79 87 51 19 116 1.39 0.33
S1 57 65 82 49 13 105 1.14 0.21
S2 57 68 84 49 16 109 1.19 0.24

S0 S1 S2

图 9 爆坑实物图
Fig. 9 Physical picture of the explosion pit

通过图 9 可以看出 3 种起爆方式均形成较明显爆破漏斗，表明生物质爆破剂在不同起爆方式下均
可产生有效破碎作用；爆破漏斗底部呈现规则圆洞形态，其形成机制可归因于爆炸应力波与反射波在轴
向方向的叠加导致的中心效应增强，以及随后高压气体外逸对局部区域的进一步侵蚀。
由表 7 可知，不同起爆方式对生物质爆破剂的激发效果有一定差异，且优劣排序清晰。其中，雷管
起爆（S0）的激发效果最为突出，其爆坑体积（0.33 m ）及漏斗尺度均为 3 种方式中最大，漏斗下方的松动
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破碎区更深、范围更广，且破碎后的介质颗粒更均匀（无过大结块），说明能量传递更高效，对介质的做功
更彻底，直观体现出雷管对生物质爆破剂的强效激发能力。Al/Bi O 起爆（S2）的效果次之，其爆坑体积
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（0.24 m ）虽小于 S0，但仍表现出较为显著的破碎效应，说明该体系能够实现有效的能量输出。相比之
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下，Al/CuO 起爆（S1）所形成的破碎范围和爆坑体积（0.21 m ）相对较小，表明其对生物质爆破剂的能量耦
合作用较弱。这一结果不仅与水下爆炸实验所呈现的规律一致，也与理论分析所得的趋势相符，进一步
验证了不同起爆方式在激发效能上的差异性，从而增强了结论的客观性与可信度。

4 结 论

以木粉与花生壳粉（质量比为 1∶1）混合生物质为原料，通过理论分析、铝热剂试爆、爆速与猛度正
交实验、水下爆炸及爆破漏斗实验，系统分析了数码电子雷管（S0）、Al/CuO 铝热剂（S1）及 Al/Bi O 铝热
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剂（S2）3 种起爆方式对生物质爆破剂爆炸性能的影响规律，得到以下主要结论。
(1) 雷管与铝热剂在能量释放机理和输出功率等级上存在本质差异，前者依托爆轰激发可实现
MW 量级的瞬时功率输出，而后者属于高温爆燃型能量释放过程，功率输出仅为 kW 级；铝热剂具有能量
密度高、反应区延长的特点，在有限约束条件下可实现有效能量耦合，从而诱发生物质爆破剂的整体爆

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