爆破作用圈（acting circles of blasting）指的是炸藥爆炸時所產生的膨脹力和衝擊波，以藥包為中心向四周傳播的同心圓。從中心向外依次為壓縮圈、拋擲圈、破裂圈和振動圈。
基本介紹
- 中文名：爆破作用圈
- 外文名：acting circles of blasting
- 定義：炸藥爆炸產生的膨脹力和衝擊波
- 範圍：藥包為中心向四周傳播的同心圓
- 分類：壓縮圈、拋擲圈、破裂圈和振動圈
- 概念：爆破
定義,壓碎圈,裂隙圈,振動圈,
定義
從裝藥中心到自由面的垂直距離稱為最小抵抗線。在裝藥量一定的條件下，若最小抵抗線超過某一臨界值，則炸藥爆炸在自由面上看不到爆破的跡象，爆破作用只發生在介質內部，我們把這種作用稱為爆破的內部作用。根據介質的破壞特徵，單個球形藥包爆破的內部作用可在爆源周圍形成壓碎圈、破裂圈、裂隙圈和振動圈。
壓碎圈
藥包爆炸時，對周圍的介質作用一峰值很高的脈衝壓力，並在緊靠藥包附近的區域激起一股強烈的衝擊波。在衝擊波的超高壓(一般可達幾萬兆帕)作用下，介質結構遭到嚴重破壞，並粉碎成微細粒子，從而形成壓碎圈或粉碎圈。該作用圈的半徑很小，但由於介質遭到強烈粉碎，產生了塑性變形或剪下破壞，消耗能量卻很大。因此，為了充分利用炸藥的爆炸能，應儘可能控制或減少壓碎圈的形成。
裂隙圈
壓碎圈形成後，衝擊波衰減為壓應力波，其壓力已低於介質的抗壓強度，不再產生壓破壞，但仍可使壓碎圈外的介質產生徑向壓縮，引起介質質點的徑向位移和徑向擴張，並衍生出切向拉應力。因為脆性介質的抗拉強度比抗壓強度小，如果該切向拉應力超過介質的抗拉強度便形成與壓碎圈貫通的徑向裂隙。在衝擊波、應力波作用下，介質受到強烈的壓縮，積蓄了一部分彈性變形能，隨壓碎圈形成、徑向裂隙展開、壓力迅速下降達到一定程度時，原先在藥包周圍的介質被壓縮過程中積蓄的彈性變形能釋放出來，並轉變為卸載波，形成與壓應力波作用方向相反的向心拉應力，使介質質點產生反向的徑向移動。當此向心拉應力大於介質的抗拉強度時，則在已形成的徑向裂隙間產生環向裂隙。徑向裂隙與環向裂隙形成的同時，徑向應力與切向應力的作用還可能形成剪下裂隙。這些是爆炸應力波的動作用破壞效果。
爆生氣體緊隨衝擊波以準靜態壓力形式作用於炮孔壁，並在高壓作用下擠入由應力波形成的徑向裂隙中，像尖劈一樣使裂隙擴張與延伸，並在裂隙的尖端引起應力集中，迫使裂隙進一步擴展。此外，爆生氣體的作用時間較長，在炮孔壁周圍介質中形成的準靜態應力場，也有助於裂隙的進一步發展。爆炸應力波的作用形成了初始裂隙，接著爆生氣體的膨脹、擠壓、尖劈作用助長了裂隙的延伸、擴張和發展，只有當應力波與爆生氣體衰減到一定程度才能停止裂隙擴展。這樣，隨著徑向裂隙、環向裂隙和剪下裂隙的形成、擴展、貫通，縱橫交錯、內密外疏、內寬外細的裂隙網將介質分割成大小不等的碎塊，形成了裂隙圈。該作用圈是由拉、剪破壞形成的，其作用半徑較壓碎圈大。
綜上所述，應力波和爆生氣體對介質的破壞都起著重要作用。在高阻抗介質、高猛度炸藥、耦合裝藥或裝藥不耦合係數較小的條件下，應力波的破壞作用是主要的；在低阻抗介質、低猛度炸藥、裝藥不耦合係數較大的條件下，爆生氣體的準靜態壓力破壞作用則是主要的。
振動圈
炸藥爆炸所產生的能量在壓碎圈和裂隙圈內消耗了很多，在裂隙圈以外不再對介質產生破壞作用，只能使介質質點發生彈性振動，直到彈性振動波的能量完全被介質吸收為止。該作用圈的範圍比前兩個大得多，稱為振動圈。在爆破工程中，為了提高爆破能量利用率，減小爆破危害，應儘可能控制或減少壓碎圈和振動圈的形成，加強裂隙圈的破壞。
