爆炸案件現場推算炸藥量方法研究綜述

張 迪

(中國刑事警察學院，遼寧 沈陽 110000)

爆炸案件現場分析的主要內容包括炸藥的類型、起爆裝置的類型、炸藥量等。炸藥量的推算作為爆炸案件的一個重要內容，對于爆炸案件的偵破具有重要的意義。截止目前，對于炸藥量的推算方法研究有很多，炸藥量的推算方法通常借助于經驗判斷公式和爆破工程原理進行計算的，計算結果通常只能得到近似的值，并且適用范圍非常有限。在復雜的爆炸案件現場中，為了幫助技術人員選擇最佳的方法，本文對于推斷炸藥量的方法進行梳理具有重要的現實意義。

1 炸藥量推算的方法研究進展

爆炸案件現場炸藥量的判定，通常依據現場的爆炸痕跡來推算，目前主要是根據爆炸產物和作用痕跡、空氣沖擊波波陣面的超壓值等來計算炸藥量，這些方法主要憑借一些經驗和相關爆炸原理進行計算的。隨著計算機技術的發展，采用數值模擬來計算炸藥量也有一定的進展。炸藥量計算的方法愈來愈趨于科學性與精確性。

1.1 根據爆炸產物初始作用痕跡計算炸藥量的方法

爆炸產物的初始作用痕跡是指炸藥爆炸瞬間產生的具有高溫、高壓、高能量密度的強壓縮能氣團，極具膨脹釋放能量，強烈沖擊直接接觸爆炸物的介質，使緊靠強壓縮能氣團的物體、介質出現強烈的局部破壞痕跡。炸藥量與初始作用痕跡范圍成正比，炸藥量越大，初始作用痕跡范圍越大，因此可以通過介質受到的強壓縮效應來推斷出炸藥的量。初始作用痕跡與炸藥量的關系如下：

其中：R為初始作用痕跡半徑，cm；ρ為炸藥密度，g/cm3；A為爆炸的壓縮系數，與介質的性質有關，介質可塑性越大，取值越大；Q為推算的TNT量，g。

該方法只適用于地面接觸爆炸和埋入式爆炸，并且爆炸案件通常都是自制炸藥，炸藥的密度也只能根據炸藥的成分進行大致的推斷；同時爆炸的壓縮系數也是一個大概的數值，存在一定的誤差。

1.2 根據爆炸產物拋擲作用痕跡計算炸藥量的方法

在形成起始作用痕跡后，壓縮能氣團繼續迅速對快做功，造成被作用介質繼續變形、破壞，同時使其產生拋射運動。介質被拋出后形成的痕跡被稱為爆炸產物的拋擲作用痕跡。根據介質被拋出的范圍可以確定炸藥量的公式如下：

其中：R為拋射半徑，cm，ρ為炸藥密度，g/cm3；A為爆炸壓縮系數，通常取值為7～11，Q為推算的TNT量，g。

該方法適用于地面接觸爆炸，并且需要在爆炸現場尋找拋射物，不容易尋找，并且拋射物范圍較廣，拋射半徑不能精確測量，同時爆炸壓縮系數與炸藥密度也存在一定的誤差，因此推算的炸藥量結果會出現一定的誤差。

1.3 根據空氣沖擊波作用距離計算炸藥量的方法

空氣沖擊波作用即爆炸產物間接作用痕跡，爆炸產物停止膨脹而往回收縮，空氣波單獨向前運動并損壞物體，直到能量衰減到不能損壞物體物體的這一范圍內的破壞痕跡。根據現場建筑物的破壞情況，來計算炸藥量，公式如下：

其中：R為測量點距離中心炸點的距離；Δp為空氣沖擊波超壓值，該數值根據現場建筑物的破壞情況，查表得出相應的數值。

該方法主要是依據爆炸現場房屋門、窗的破壞程度進行計算，但是通過破壞程度查表得到的超壓值是一個范圍，并且其也會受到其他建筑物的影響，其超壓值會出現很大的誤差，因此該方法適用于空曠地方爆炸。

1.4 根據爆炸殘留物分布峰值距離計算炸藥量的方法

爆炸殘留物峰值距離與藥包的直徑成線性關系，首先需要通過試驗研究，得到現場同種炸藥爆炸情況下，b與k的值。通常滿足以下公式：

RP=b+kR0

其中：RP爆炸殘留物的峰值距離，cm，R0為藥包的直徑，cm。然后經過以下公式可以確定炸藥量。

其中：ρ為炸藥密度，kg/cm3，Q為推算的TNT量，kg。

通常爆炸案件現場都是自制炸藥，炸藥的密度和成分很難確定，該方法首先需要進行大量的實驗，得出藥包直徑與峰值距離的線性關系，然后才能計算炸藥量，成本較高，耗費時間久。同時峰值距離與藥包的位置也有關系，因此藥包直徑與峰值距離的線性關系會存在一定的誤差。

1.5 根據現場人員死亡情況計算炸藥量的方法

爆炸現場通常會出現人員死亡，死亡人員與炸點的距離R死和炸藥量Q通常滿足以下經驗公式：

Q=(R死/1.1)2

該方法不用進行大量實驗，就能夠快速推斷出炸藥量，但精確度較差。如果需要精確的炸藥量，則需要采用其他方法進行計算。

1.6 基于廣義回歸神經網絡計算炸藥量的方法

首先需要進行爆炸實驗，產生算法訓練需要的樣本，將數據中的3個表觀量化特征參量(土介質爆炸作用系數、炸坑直徑、炸坑深度)以及炸藥量通過廣義回歸神經網絡算法進行同步處理，通過訓練得到這幾個因素之間的網絡模型，其中炸坑直徑、深度以及土介質爆炸作用參數作為輸入層，炸藥量作為輸出層，找出輸入與輸出之間的特征關系進行推算應用。該方法首先需要建立模型，然后進行大量的訓練才能夠進行推算，精度較高，但是所需的成本較大，需要進行大量的實驗獲得訓練樣本，并且每個模型適用的范圍較小，針對不同的爆炸情況，需要建立不同的模型。

1.7 根據現場玻璃破碎計算炸藥量的方法

該方法主要是依據空氣沖擊波的超壓對現場玻璃的損壞狀況進行計算，主要有以下幾個方法：(1)首先通過實驗測得1000kgTNT爆炸后，距離中心炸點不同距離的玻璃的破損情況，然后利用爆炸相似公式，得到炸藥量推算公式如下：

其中：R為炸點距離玻璃破碎的距離，m，R'為實驗所得相似的玻璃破損情況下距離炸點的相似距離，m，Q為推算的TNT量，kg。

該方法適用于大于1000kgTNT的爆炸現場，并且需要進行大量的實驗來得到相似距離，成本較大。

(2)將爆炸案件中玻璃破碎面積為50%或者玻璃大部分破碎而門窗木框基本無損的情況作為炸藥量推算的臨界點，其與炸點之間的距離與炸藥量有以下關系：

其中：R為該臨界點與炸點之間的距離，m；K為對比距離系數，取決于選定玻璃的破碎情況，破碎程度越嚴重，取值越小，通常取值為15～30之間；Q為推算的TNT量，kg。

根據現場玻璃破碎的情況雖然能夠快速推斷出炸藥量，但是復雜的爆炸現場環境會影響到玻璃的破碎情況，并且玻璃的破碎情況只能依據經驗判斷不能進行量化，會存在一定的誤差。

2 推算炸藥量的方法展望

炸藥量推算方法大多都是基于經驗公式與簡單爆炸原理來進行計算，適用于爆炸現場快速推算炸藥量，但是針對精確推算炸藥量而言，存在著諸多的誤差，計算結果相差較大。隨著計算機技術的發展，計算機技術與爆炸力學的結合為炸藥量推算提供了新的思路，基于廣義回歸神經網絡的炸藥量推算就是兩者結合的產物。計算機數值模擬通過進行建模不僅可以模擬爆炸案件現場炸藥的整個過程，并且可以在計算機進行模擬實驗，節省時間和成本，對于推斷炸藥量具有非常重要的現實意義，因此采用數值模擬建模將推斷炸藥量將是未來研究的重點。

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