作者：钱七虎院士

摘要：论述岩石爆炸动力学原理及其工程应用研究近年来的若干进展，主要内容包括爆炸空腔范围以及各类破坏区范围的理论确定方法，地下爆炸近区的“短波”和“弱波”理论，爆炸远区——弹性区的运动和力学参数以及地下爆炸时岩石破碎等理论研究成果。同时还介绍了实验室条件下均匀介质中爆炸效应的规律和地应力、裂隙、浅埋时等不均匀、不连续性影响因素的实验室模拟爆炸试验研究。在相关研究的基础上，给出实际岩体中的爆炸效应试验，包括近区破坏效应、远区地震效应、不可逆变形区以及地下爆炸和浅埋(抛掷和定向)爆炸中相似关系的最新成果。此外，简要介绍岩石爆炸动力学在不同领域中的工程应用，并就今后岩石爆炸动力学研究的展望阐述一点认识。

岩石爆炸动力学研究岩石和岩体中爆炸的力学效应，其特点应从与空气中、水下爆炸效应的对比才能理解更深刻。空气中和水下爆炸时的物理景象和介质的运动已经研究得很全面和很详尽，相比之下，岩石中地下爆炸的物理机制和介质的运动和破坏的研究还很不透彻。
无论空气中爆炸，水下爆炸或岩、土中的爆炸，就爆炸现象的物理本质来说，都是在有一个限空间内快速地释放出巨大能量，从而导致周围介质的非定常运动过程。如果爆炸发生在空气中，传播扰动的波阵面是随距离衰减的冲击波，爆炸能量通过冲击波转递给周围介质，同时也通过冲击波的几何扩展和波阵面处的阻尼耗损爆炸能量。从本质上说，空气中的爆炸作用理论可以归纳为爆炸产生的空气冲击波的传播与衰减规律。在水下爆炸中，情况稍有不同，除了冲击波外，还产生水中气泡的脉动，冲击波所携带和耗散的能量和气泡脉动所耗散的能量各占整个爆炸能量一半左右。

岩体中地下爆炸的现象远比空气和水中复杂得多，在其整个景象中，各个过程相互紧密相连：从炸药的爆轰开始，到在冲击波压缩下的岩、土介质相变，再到周围岩体的破坏，最后至地震波的激发。炸药爆轰完成后，冲击波在岩石介质中开始传播，并很快蜕变成压缩波(在2～5 倍装药半径Rz范围内)，这类压缩波的压力上升梯度很大，其应力上升区间长度S1与整个应力波传播的距离S2相比甚短，因此被称为“短波”。由于短波的应力（径向）幅值量级小于104MPa ，且小于岩石压缩模量，其所引起的岩石变形是一个微量，在更远的距离上则更小，所以它又被称为“弱波”。试验结果表明，“弱波”的传播速度接近于岩石中纵波的传播波速。另在岩体中地下爆炸时，爆炸能主要耗散于岩石介质的不可逆变形和破坏以及推动周围岩石介质的运动。