李 桐，陳 明，葉志偉，盧文波，魏 東

（1. 武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國家重點試驗室，湖北 武漢 430072；2. 武漢大學(xué)水工巖石力學(xué)教育部重點試驗室，湖北 武漢 430072）

鉆爆法是巖體開挖的主要手段，如何實現(xiàn)爆炸能量的高效利用和爆破危害效應(yīng)的有效控制是工程爆破技術(shù)的研究熱點[1]。工程實踐和研究表明[2-3]，徑向不耦合裝藥爆破能有效降低孔壁峰值壓力，減少粉碎區(qū)范圍，改善爆破效果，提高爆炸能量利用率，較耦合裝藥爆破優(yōu)勢顯著。而空氣和水是工程爆破中炮孔壁和炸藥間常見的兩種耦合介質(zhì)，因其物理性質(zhì)及動力學(xué)特性不同，對爆炸能量傳遞及爆破效果的改善也存在差異。

目前，爆炸應(yīng)力波動態(tài)作用以及高溫高壓爆生氣體準(zhǔn)靜態(tài)作用聯(lián)合破巖是巖體爆破破碎主流觀點，即爆炸能量分為沖擊波能及爆生氣體能，炸藥能量通過做功傳遞給巖體，沖擊波能主要消耗在粉碎巖體、形成初始裂隙以及誘發(fā)巖體振動方面，爆生氣體能則耗散于爆腔及初始裂隙的擴張、破碎巖體的拋擲[4]等方面。Brinkman[5]通過套管試驗，觀察了模型在爆炸沖擊波或爆生氣體單獨作用下的破壞特征，證實了爆破巖體破裂是由爆破沖擊波能和爆生氣體能綜合作用產(chǎn)生的。Livingston[6]通過爆破漏斗試驗，總結(jié)提出了炸藥在巖體中爆破后能量的幾種存在形式，主要包括彈性變形能、沖擊破裂能、破碎能、拋擲能及空氣沖擊波能，定性分析了爆炸能量的分布方向。Sanchidrián 等[7]通過單孔爆破試驗計算了巖體內(nèi)炸藥爆破后的能量分布，計算結(jié)果表明，地震波能量占炸藥總能量的1%～3%，破碎能占炸藥總能量的2%～6%，動能占炸藥總能量的3%～21%。Hong 等[8]通過霍普金森壓桿試驗得出：爆炸產(chǎn)生的沖擊波能量撞擊炮孔壁后分散為反射能、透射能及巖體破碎能，且?guī)r體破碎能的分配隨總?cè)肷淠艿脑黾咏凭€性提高。

炸藥爆炸傳遞至巖體中能量的多少與炸藥性能、巖體性質(zhì)和裝藥結(jié)構(gòu)有關(guān)，為提升炸藥的能量利用率，學(xué)者們對炸藥（耦合裝藥和不耦合裝藥）與礦巖的匹配進(jìn)行了廣泛的研究，提出了波阻抗匹配[9]、全過程匹配[10]和能量匹配[11]等觀點。采用不耦合裝藥爆破時，耦合介質(zhì)不同，爆破效果和傳至巖體能量的多少也有顯著差異。陳世海等[12]從理論上對水介質(zhì)耦合裝藥爆破與炸藥耦合裝藥的破巖效能進(jìn)行了討論，認(rèn)為水介質(zhì)耦合裝藥爆破更能提高炸藥的能量利用率；宗琦等[13]推導(dǎo)了水介質(zhì)耦合條件下的孔壁峰值壓力和破巖范圍，認(rèn)為炮孔水介質(zhì)耦合裝藥比空氣介質(zhì)耦合裝藥更能提高爆炸能量利用率，增強破巖能力。Jang[14]通過數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗分析了水墊層對巖體爆破的影響，發(fā)現(xiàn)爆炸能量與水相互作用在孔底產(chǎn)生了均勻連續(xù)的壓力轉(zhuǎn)換，使爆塊尺寸分布更加均勻，沒有巨石產(chǎn)生。顧文彬等[15]、Xia 等[16]分析了裝藥結(jié)構(gòu)對能量傳遞的影響，發(fā)現(xiàn)爆炸能量的傳遞受到炸藥與巖石的波阻抗、不耦合裝藥系數(shù)及炮孔內(nèi)耦合介質(zhì)的壓縮程度影響，不同裝藥結(jié)構(gòu)能量利用存在差別。但是目前的分析多停留在試驗及定性分析階段，缺乏定量化指標(biāo)。

本文中將基于波動方程、率相關(guān)的巖體破壞分區(qū)模型，求解不同耦合介質(zhì)爆破時爆炸能量的理論傳遞效率，并通過數(shù)值模擬分析耦合介質(zhì)對爆炸能量傳遞效率的影響。

1 不耦合裝藥爆破孔壁爆炸荷載峰值計算

不耦合裝藥爆破時，炸藥爆炸產(chǎn)生沖擊波，沖擊波在傳播過程中先后與耦合介質(zhì)及巖體發(fā)生碰撞，并在介質(zhì)交界面發(fā)生透反射。在不同介質(zhì)的交界面上，界面兩側(cè)應(yīng)存在應(yīng)力和位移連續(xù)，同時任意沖擊波均滿足質(zhì)量、動量及能量守恒方程[17]：

式中：下標(biāo)0 表示波前參數(shù)，其余為波后參數(shù)；Q為介質(zhì)的比能，若介質(zhì)不釋放能量，則Q=0；p、ρ、u、D分別為沖擊波的壓力、密度、質(zhì)點速度及傳播速度，e為比內(nèi)能。

1.1 空氣耦合爆破

空氣耦合爆破時，炮孔壁入射壓力與爆生氣體的膨脹過程有關(guān)，當(dāng)不耦合系數(shù)較小時，爆生氣體在炮孔內(nèi)僅經(jīng)歷等熵膨脹，此時孔壁入射壓力為[9]：

當(dāng)不耦合系數(shù)較大時，爆生氣體在炮孔內(nèi)經(jīng)歷等熵膨脹及絕熱膨脹，此時孔壁入射壓力為[9]：

式中：pi為炮孔壁入射壓力，pw為平均爆轟壓力，pk為臨界壓力，ρe、D分別為炸藥密度及爆速，dc、db分別為裝藥直徑及炮孔直徑，k、γ 為絕熱指數(shù)。

根據(jù)爆生氣體與巖體交界面上的位移連續(xù)，可得[3]：

式中：ui為入射波孔壁質(zhì)點速度，ut和ur分別為透射波及反射波孔壁質(zhì)點速度。

根據(jù)波的質(zhì)量和動量守恒可得任意介質(zhì)中波的質(zhì)點速度，即：

式中：ρi0為入射波波前密度，即空氣初始密度；ρt0為透射波波前密度，即原巖密度。

多方氣體的狀態(tài)方程為[6]：

由氣體狀態(tài)方程結(jié)合反射波守恒方程可得：

由交界面上應(yīng)力連續(xù)條件可得：

取巖石的狀態(tài)方程為：

式中：A′為常數(shù)，與巖體性質(zhì)有關(guān)；k′為巖石的等熵指數(shù)。

聯(lián)立式（6）～（13）可得空氣耦合裝藥孔壁透射峰值壓力。

1.2 水耦合爆破

水耦合爆破時，爆生產(chǎn)物首先與水發(fā)生碰撞，在水中激起沖擊波，在爆生產(chǎn)物與水的交界面上同樣滿足位移及應(yīng)力連續(xù)條件。由瞬態(tài)爆轟的爆轟波波陣面參數(shù)基本公式可得[3]：

根據(jù)爆轟產(chǎn)物多方曲線狀態(tài)方程及反射波動量守恒方程可得：

將式（14）～（15）代入式（6）可得：

水的狀態(tài)方程可表示為：

式中：A′′為常數(shù)，k′′為水的等熵指數(shù)，ρw0為水密度。

聯(lián)立式（9）、（16）～（17）可得水耦合爆破水中沖擊波初始峰值壓力。

沖擊波在水中傳播伴隨著能量耗散及幾何衰減，延長藥包裝藥水中超壓隨相對距離的衰減關(guān)系為[18]：

式中：A1為水中沖擊波初始峰值壓力，為相對距離，=r/rc，其中r為距炮孔中心距離，rc為藥卷半徑。

由式（18）可得水巖界面入射壓力，水耦合爆破孔壁透射峰值壓力推導(dǎo)過程與空氣耦合裝藥相近，聯(lián)立式（6）、（12）～（13）、（17）可得水耦合爆破孔壁透射峰值壓力。

2 基于率相關(guān)的巖體爆破破壞范圍計算

在爆炸荷載作用下，炮孔周圍巖體發(fā)生破壞，炮孔近區(qū)巖體由近及遠(yuǎn)分為粉碎區(qū)、裂隙區(qū)及彈性振動區(qū),但這種巖體破壞分區(qū)模型忽略了裂隙區(qū)的環(huán)向承載力，與實際分布存在較大偏差。冷振東等[19]根據(jù)現(xiàn)場試驗觀察提出，在粉碎區(qū)及裂隙區(qū)間，存在以受壓及剪切破壞為主的破碎區(qū)，破碎區(qū)內(nèi)沖擊波衰減較緩。巖體在爆炸荷載作用下處于強動力響應(yīng)狀態(tài)，炮孔近區(qū)巖體應(yīng)變率為：

式中：urb為孔壁峰值質(zhì)點速度；rb為炮孔半徑；α 為壓力衰減指數(shù)，α=2±μ/(1?μ)，在不同破壞區(qū)域α 的取值不同。

巖體中任意一點的有效應(yīng)力為[20]：

根據(jù)有效應(yīng)力強度準(zhǔn)則，當(dāng)σi滿足下式，巖體將會發(fā)生破壞：

式中：κ為靜單軸抗壓強度縮小系數(shù)，σcd為巖石靜態(tài)抗壓強度，σtd為靜態(tài)抗拉強度，ε ˙c0、ε˙t0分別為抗壓強度及抗拉強度臨界應(yīng)變率。

聯(lián)立式（19）～（21），可得不耦合裝藥爆破巖體破壞范圍，粉碎區(qū)范圍：

破碎區(qū)范圍：

裂隙區(qū)范圍：

式中：σr1、ur1為粉碎區(qū)邊界位置質(zhì)點應(yīng)力及振動速度，ε˙θ=ur1α3(r3/r1)?(α3+1)/r1；α1、α2、α3分別為粉碎區(qū)、破碎區(qū)及裂隙區(qū)應(yīng)力波衰減指數(shù)。

3 不耦合裝藥爆破傳遞入巖體內(nèi)能量計算

3.1 沖擊波能量

3.1.1沖擊波爆腔膨脹

在爆炸沖擊荷載作用下，孔壁巖石將會壓縮，爆腔發(fā)生膨脹。爆腔膨脹在巖石壓碎過程中持續(xù)存在，在破碎區(qū)邊緣，沖擊波引起的爆腔膨脹同步結(jié)束，粉碎區(qū)及破碎區(qū)均消耗了大量沖擊波能量。沖擊波擴脹爆腔的過程中，擴脹范圍內(nèi)巖體質(zhì)量守恒，因此有：

式中：rk為沖擊波擴脹后爆腔的半徑，r2為巖體破碎區(qū)范圍，ρm為原巖密度，ρ為沖擊波波陣面上的巖石瞬態(tài)密度。

爆腔擴脹過程中，其波陣面后巖石密度變化很小，因此沖擊波陣面上巖石瞬態(tài)密度ρ 可用壓縮后孔壁處巖石密度ρr代替，根據(jù)波陣面上巖石質(zhì)量守恒以及巖體Hugoniot 方程可得：

式中：a、b為與巖性相關(guān)的參數(shù)。

聯(lián)立式（25）～（26）可得，沖擊波爆腔擴脹半徑為：

由此可得沖擊波消耗在巖體爆腔擴脹上的能量為：

3.1.2沖擊波裂隙擴張

沖擊波在巖體內(nèi)逐漸衰減，在破碎區(qū)邊緣基本衰減為應(yīng)力波，此時徑向應(yīng)力已經(jīng)小于巖體抗壓強度，但環(huán)向應(yīng)力仍大于巖體抗拉強度，會引起巖體開裂。巖體中r處的應(yīng)力波切向應(yīng)力為：

此時裂隙長度為a，若σθ>[σtd]，裂隙將進(jìn)一步擴展，假定裂隙擴展到a+δa時，切向應(yīng)力衰減到抗拉強度，裂隙停止擴展；此時裂隙在切向應(yīng)力作用下產(chǎn)生了切向位移，切向力對巖體做功，在此過程中切向力做功近似為：

由斷裂力學(xué)可得[21]：

式中：f=(3?4μ)，k1、k2為長度不同的裂隙端部的應(yīng)力強度因子，為簡化計算可近似認(rèn)為裂隙擴展過程中強度因子保持不變，Em為巖石彈性模量。

聯(lián)立式（30）～（32）可得裂隙擴展過程中切向應(yīng)力所做的功為：

式中：n為徑向主裂隙條數(shù)，根據(jù)相關(guān)試驗文獻(xiàn)，n=4～12。

3.1.3應(yīng)力波引起的彈性變形

隨著應(yīng)力波的進(jìn)一步衰減，裂隙區(qū)外應(yīng)力波不再造成巖體破壞，僅引起彈性振動，柱狀坐標(biāo)系下單位體積巖體發(fā)生彈性變形需要的能量為[22]：

由變形區(qū)r→∞得到，應(yīng)力波引起巖石彈性變形所做的功為：

3.2 準(zhǔn)靜態(tài)爆生氣體能量

3.2.1準(zhǔn)靜態(tài)荷載擴腔

在沖擊荷載作用之后，爆生氣體膨脹壓縮耦合介質(zhì)，以準(zhǔn)靜態(tài)荷載的形式作用在孔壁上，爆腔進(jìn)一步擴大，當(dāng)爆腔內(nèi)準(zhǔn)靜態(tài)壓力p等于圍巖壓力ps時，準(zhǔn)靜態(tài)爆腔擴脹結(jié)束。不考慮大氣壓力及圍巖自重影響，巖體中圍巖壓力近似為三軸應(yīng)力狀態(tài)下巖石的屈服強度σs，其中σs=(ρmc2p/σcd)1/4σcd，其中cp為巖體縱波波速。

考慮到爆生氣體在空氣與水中的膨脹差異，分別對空氣耦合及水耦合爆破準(zhǔn)靜態(tài)擴腔過程進(jìn)行分析。

（1）空氣耦合裝藥

空氣耦合爆破時，爆生氣體的膨脹過程與距起爆中心的距離有關(guān)，根據(jù)式（4）～（5）可得炮孔內(nèi)任一點爆生氣體的膨脹壓力為：

（2）水耦合裝藥

沖擊波擴腔結(jié)束后，爆生氣體膨脹壓縮水至充滿爆腔，設(shè)此時膨脹壓縮過程結(jié)束后水的徑向壓縮量為δ，由水的質(zhì)量守恒可得壓縮后水的密度為：

根據(jù)流體力學(xué)理論，水在壓縮過程中滿足：

聯(lián)立式（36）、（38）～（39）可得沖擊波擴腔結(jié)束后爆生氣體半徑。

準(zhǔn)靜態(tài)爆生氣體擴腔完成后，由準(zhǔn)靜態(tài)爆腔擴脹條件可得炮孔內(nèi)壓力平衡方程：

式中：ph為不耦合介質(zhì)水中壓力。

聯(lián)立式（36）～（40）可得準(zhǔn)靜態(tài)爆腔擴張結(jié)束后爆生氣體半徑，此過程爆生氣體膨脹準(zhǔn)靜態(tài)做功為：

3.2.2準(zhǔn)靜態(tài)荷載作用下裂紋擴展

研究表明[23]，巖體在應(yīng)力波作用下產(chǎn)生初始裂隙，隨后裂隙在爆生氣體準(zhǔn)靜態(tài)荷載作用下進(jìn)一步擴展。考慮到裂隙長度通常遠(yuǎn)大于炮孔尺寸，因此可將炮孔尺寸近似為裂隙長度的一部分，此時裂紋尖端的應(yīng)力強度因子為[24]：

式中：L(t)為準(zhǔn)靜態(tài)擴展裂紋長度，N為裂紋尖端初始損傷，p(x,t)為裂隙內(nèi)準(zhǔn)靜態(tài)荷載分布，σ 為遠(yuǎn)場應(yīng)力。

當(dāng)滿足下式時裂紋擴展終止：

假定最終裂紋長度為L，對應(yīng)炮孔內(nèi)壓力為p，聯(lián)立式（36）、（42）～（43）可求得考慮初始損傷情況下最終裂紋長度L，進(jìn)而求得爆生氣體準(zhǔn)靜態(tài)作用裂紋擴展做功為：

3.3 爆炸傳遞入巖體總能量

炸藥爆炸傳遞入巖體內(nèi)的能量最終消耗于粉碎區(qū)、破碎區(qū)、裂隙區(qū)及彈性振動區(qū)，因此各部分能量總和即為爆炸傳遞入巖體內(nèi)能量，它們與炸藥能量的比值即為不耦合裝藥爆破爆炸能量傳遞效率，即：

式中：E為單位長度炸藥的總能量。

以乳化炸藥、花崗巖為例，計算典型裝藥結(jié)構(gòu)的不同耦合介質(zhì)爆破時爆炸能量傳遞的效率。乳化炸藥（ρe=1 300 kg/m3，D=4 000 m/s）的體積爆熱為4.192 GJ/m3，花崗巖力學(xué)參數(shù)如表1所示[25]。

表1 花崗巖力學(xué)參數(shù)Table 1 Mechanical parametersof granite

不同耦合介質(zhì)爆炸能量傳遞效率計算結(jié)果如表2所示。根據(jù)計算結(jié)果可知，水介質(zhì)相較于空氣介質(zhì)具有更好的能量傳遞效果。同時，相較于空氣，水的流動黏度大、壓縮性低、沖擊波衰減緩慢，造成的粉碎區(qū)范圍大于空氣耦合，耗散于粉碎區(qū)的能量更多，計算結(jié)果與相關(guān)試驗結(jié)論接近。

表2 不同耦合介質(zhì)爆炸能量傳遞效率Table 2 Energy transfer efficiency of blasting explosion with different coupling medium

上述研究建立在爆炸荷載垂直作用孔壁的假定基礎(chǔ)上，未能完全真實考慮爆炸荷載斜入射以及反射帶來的影響，同時爆炸荷載在炮孔耦合介質(zhì)中的衰減也較難得出理論解，需要采用部分經(jīng)驗公式，這些假定及經(jīng)驗公式為理論上定量分析不同耦合介質(zhì)爆破的具體能量差異帶來困難，可能造成分析結(jié)果出現(xiàn)一定誤差。下面結(jié)合高精度數(shù)值模擬方法，分析不同耦合介質(zhì)爆破時爆炸能量傳遞效率的差異及其影響因素。

4 不同耦合介質(zhì)爆破爆炸能量傳遞效率數(shù)值模擬

4.1 計算模型及參數(shù)

為進(jìn)一步研究不同耦合介質(zhì)爆破時爆炸能量傳遞效率的差異以及爆破介質(zhì)、不耦合系數(shù)及炸藥種類對能量傳遞效率差異的影響，基于實際開挖過程中巖體種類的分布、常用爆破參數(shù)及工業(yè)炸藥類型，選擇粉砂巖、石灰?guī)r及花崗巖3類性質(zhì)差異明顯的巖體，分別代表軟、硬及堅硬類巖體介質(zhì)，同時選用6種常用不耦合裝藥系數(shù)，以及乳化炸藥和多孔粒狀銨油炸藥2種典型工業(yè)炸藥開展相關(guān)研究。

數(shù)值計算采用非線性動力有限元軟件LSDYNA，計算模型如圖1所示，為1/4炮孔模型，尺寸為1.5 m×1.5 m×3 m，為確保能較準(zhǔn)確地模擬出真實的爆炸效應(yīng)，將計算模型中炸藥和耦合介質(zhì)單元的網(wǎng)格尺寸控制在2 mm 左右，鄰近巖石單元尺寸也與炸藥/耦合介質(zhì)單元近似相同，模型網(wǎng)格數(shù)量約38萬，不同工況時保證模型尺寸及網(wǎng)格劃分基本一致，計算時間步與模型最小網(wǎng)格匹配；模型邊界包括無反射邊界、對稱邊界及自由邊界；采用流固耦合算法模擬爆炸荷載的沖擊作用。

圖1 數(shù)值模擬計算模型Fig.1 Numerical simulation model

炸藥采用JWL 狀態(tài)方程進(jìn)行模擬，其爆炸過程中的壓力和內(nèi)能及相對體積之間的關(guān)系為：

式中：p為爆轟壓力，V為爆轟產(chǎn)物的相對體積，其余為方程常數(shù)。計算炸藥相關(guān)參數(shù)取值見表3。

表3 計算炸藥參數(shù)Table 3 Table of chargeparameters

巖體材料采用雙線性隨動硬化塑性模型，該模型可以較好地考慮巖體破壞過程中的應(yīng)變硬化，應(yīng)變率敏感性以及毀傷失效等特征，與理論分析中基于應(yīng)變率的巖體破壞分區(qū)模型相對應(yīng)，數(shù)值模擬中采用的巖石力學(xué)參數(shù)如表4所示，與理論計算參數(shù)對應(yīng)，均取自巖石力學(xué)參數(shù)手冊推薦范圍[25]。

表4 計算巖體力學(xué)參數(shù)表Table4 Table of mechanical parameters of rock mass used in the simulations

LS-DYNA 中空氣采用mat_null 材料模型結(jié)合*EOS_Linear_Polynomial狀態(tài)方程描述；水采用mat_null材料模型結(jié)合*EOS_Grüneisen 狀態(tài)方程描述，相關(guān)參數(shù)取值見文獻(xiàn)[19]。

4.2 計算結(jié)果

圖2中給出了部分典型工況下的爆炸能量時程曲線。由圖2可知，相同裝藥結(jié)構(gòu)下，相較于空氣介質(zhì)，水介質(zhì)具有更好的傳能效果，且爆炸能量增長速率顯著快于空氣介質(zhì)，這與水的壓縮性顯著低于空氣、黏滯度大于空氣有關(guān)，與耦合介質(zhì)的物理性質(zhì)差異相匹配；隨著時間的推移，爆炸傳至巖體內(nèi)的能量趨于穩(wěn)定，水耦合爆炸能量傳遞效率顯著高于空氣耦合裝藥，數(shù)值模擬結(jié)果與前述理論分析結(jié)果基本一致。

圖2 典型工況下爆炸能量時程曲線Fig.2 Time history curve of explosion energy under typical working conditions

不同工況下不同耦合介質(zhì)爆破時爆炸能量傳遞效率比值如圖3所示。

圖3 不同裝藥結(jié)構(gòu)下不同耦合介質(zhì)能量傳遞效率比值Fig.3 The ratio of energy transfer efficiency for different coupling medium under different chargestructures

由計算結(jié)果可知，不同耦合介質(zhì)間能量傳遞效率的差值并非定值，受到爆破介質(zhì)、炸藥性質(zhì)以及不耦合裝藥系數(shù)的影響。在相同裝藥條件下，花崗巖水耦合爆破比空氣耦合爆破時爆炸能量傳遞效率的提升更加明顯，石灰?guī)r、粉砂巖次之，即巖體強度越高能量傳遞效率差別越大；炸藥性質(zhì)對不同耦合介質(zhì)爆炸能量傳遞效率的差值也存在一定的影響，采用乳化炸藥爆破時不同耦合介質(zhì)能量傳遞效率差異比采用銨油炸藥爆破??；當(dāng)采用同種炸藥爆破相同巖體介質(zhì)時，能量傳遞效率的差異隨不耦合系數(shù)的增大逐漸增大，在不耦合系數(shù)較小時，不同耦合介質(zhì)能量傳遞的效率基本相同，極端情況接近耦合裝藥情況下，兩者能量傳遞效率基本相當(dāng)；當(dāng)不耦合系數(shù)較大時，水耦合爆破比空氣耦合爆破具有更好的能量傳遞效果；以乳化炸藥在粉砂巖中起爆為例，不耦合系數(shù)由1.28增至3.44時，水耦合爆破傳遞入周圍巖體的能量由空氣耦合爆破的1.45倍增至6.52 倍。

5 結(jié) 論

通過理論及數(shù)值模擬分析，研究了不同耦合介質(zhì)爆破時爆炸能量傳遞的效率及其影響因素，得到以下主要結(jié)論：

（1）基于波動方程及界面連續(xù)條件，求解了不耦合裝藥爆破孔壁爆炸荷載峰值，進(jìn)而得到了基于率相關(guān)的巖體破壞區(qū)范圍，并進(jìn)行了分區(qū)能量計算，得到不同耦合介質(zhì)爆破時爆炸能量的理論傳遞效率；

（2）裝藥結(jié)構(gòu)相同時，水耦合爆破比空氣耦合爆破減少了爆炸荷載在耦合介質(zhì)中的衰減，爆炸荷載峰值壓力高、作用時間長，提高了爆炸能量傳遞的效率；

（3）不同耦合介質(zhì)爆破時爆炸能量傳遞效率的差值并非定值，受到爆破介質(zhì)、炸藥性質(zhì)以及不耦合裝藥系數(shù)的影響，相同裝藥條件下，硬巖（花崗巖、石灰?guī)r）比軟巖（粉砂巖）不同耦合介質(zhì)爆破時能量傳遞效率的差別更大；

（4）爆破工況相同時，不同耦合介質(zhì)爆破時爆炸能量傳遞效率的差異隨不耦合系數(shù)的增大逐漸增大，以乳化炸藥在粉砂巖中起爆為例，不耦合系數(shù)由1.28增至3.44時，水耦合爆破傳遞入周圍巖體的能量由空氣耦合爆破的1.45 倍增至6.52倍。