衬垫物缺陷对橡胶砍切痕迹影响的实验研究

马 竞谭铁君臧泰琦

（1 辽宁警官高等专科学校 辽宁 大连 116036；2 中国刑警学院 辽宁 沈阳 110035）

衬垫物缺陷对橡胶砍切痕迹影响的实验研究

马 竞1谭铁君2臧泰琦2

（1 辽宁警官高等专科学校 辽宁 大连 116036；2 中国刑警学院 辽宁 沈阳 110035）

为了及时准确检验以橡胶为代表的高弹性客体上的工具痕迹，实验研究了衬垫物有缺陷时砍切橡胶痕迹的特点及变化规律，结果表明即使刀具本身没有特征，衬垫物有缺陷时，也会产生痕迹特征，其反映形象与工具特征留痕相似，但衬垫物缺陷会引起痕迹止缘形态奇变，根据这种奇变可以区分是工具特征留痕，还是衬垫物缺陷留痕，由此可准确识别刀具个别特征，并做出鉴定结论。

工具痕迹 砍切痕迹 橡胶

随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，以追求经济利益为目的的暴力案件越来越多，特别是持刀案件逐年上升。在案件现场中，砍切痕迹是经常遇到的一种工具痕迹，例如砍切树木时留下的痕迹，砍切金属线时留下的痕迹等，这些痕迹在侦查办案中经常被利用，关于砍切痕迹的研究文献也比较多，研究结果表明该类痕迹的特征特定性、稳定性很好，可以识别留痕工具。近些年，橡胶、塑料由于其特殊的性能得到极为广泛的应用，同时它也成为犯罪侵害的对象，例如高速公路抢劫案件、盗窃电缆线案件中，经常会出现车辆轮胎、橡胶包皮等弹性客体的砍切痕迹。这类砍切痕迹和遗留在常规客体上的砍切痕迹相比，其形成原理和反映对象是相近的，但是由于此类客体的高弹性，压缩变形和弹性恢复的范围很大，常使痕迹发生明显变形，在检验鉴定时有很大困难。砍切痕迹形成时主要受三个因素影响，即作用力、工具和客体，但橡胶等特殊客体材料上的工具痕迹，其形成过程也受媒介物和衬垫物影响。橡胶的力学性质明显不同于其他客体，其高弹性会造成痕迹反映具有一定的特殊性，在形成痕迹的过程中，如果有衬垫物缺陷影响，痕迹反映会更奇特，其痕迹在特定特征检验方面经常出错，很难找到或确定出刀刃的个别特征，因而不易做出鉴定结论。目前对弹性客体上的砍切痕迹研究比较少，有参考价值的文献相当欠缺，这也导致此类痕迹现场利用率很低。对上述客体上砍切痕迹检验时，虽然分析刀具种类、找出个别特征、排除衬垫物缺陷对痕迹检验的影响具有一定的难度，但也不是无规律可寻，为了及时准确检验以橡胶为代表的高弹性客体上的工具痕迹，有必要深入研究该类客体上衬垫物缺陷留痕的特点及形成规律，找出准确检验此类痕迹的有效方法。

1 实验

1.1 器材

立体显微镜、3D显微镜、读数显微镜（精度0.01mm）、游标卡尺（精度0.02mm），厚度不同的刀具，橡胶板（厚度5mm）等。

1.2 样本制作及测量统计

选取10把厚度不同具无卷刃、缺口等特征的菜刀，进行凹陷衬垫物缺陷、突起衬垫物缺陷两种衬垫缺陷的砍切实验。凹陷衬垫物缺陷砍切实验操作：选取上表面平整且中间有一缝隙（可通过旁边的螺旋钮调节缝隙的大小，从而改变凹陷缺陷的尺寸）的方形铁块作为衬垫物缺陷，将橡胶材料置于铁块平面的缝隙之上，用上述菜刀进行砍切，每把刀砍切三次，共计30个数据，组成一个数据组，取平均值记录，记录下缝隙的宽度和与之相对应的痕迹反映的宽度，并观察凹陷缺陷造成痕迹的痕起缘、痕迹断面及痕止缘的特征，将测得的数据制表记录。凸起衬垫物缺陷砍切实验操作：选取十根直径不同的铁丝、铜丝、铝丝、钢丝和铅丝作为衬垫物缺陷，用游标卡尺测出其直径大小，然后将其垫于橡胶材料下进行砍切，用上述菜刀进行砍切，每把刀砍切三次，共计30个数据，组成一个数据组，取平均值记录，再将客体置于立体显微镜下进行观察，观察断面上痕迹的特征，比较与无衬垫物缺陷时断面上痕迹的差别，另外测量出因凸起衬垫物缺陷而引起的痕止缘的变形区域的尺寸，并记录其形态特征。

表1 衬垫物缺陷宽度与对应痕迹宽度均值（单位：mm）

为了测试刀具豁口、卷刃特征在痕迹中的反映与衬垫物留痕的区别，选取十把菜刀，标记其刀刃上的卷刃、豁口特征（每把刀刃上都分别有一个卷刃和豁口），观察刀刃上卷刃、豁口的位置，并测量其大小，然后用刀具的卷刃、豁口部位去砍切橡胶材料，观察形成痕迹的特征和位置，并测量相应痕迹反映的大小（每个特征共测五次，然后取平均值），将以上测得的数据制表记录，并记录其形态。

表2 卷刃、豁口宽度及对应痕迹宽度（单位：mm）

图1 刀具缺口、卷刃宽度与对应痕迹反映宽度散点图（单位：mm）

2 结果分析与讨论

2.1 衬垫物缺陷及其形态对砍切痕迹的影响

当衬垫物上有凹凸不平的缺陷时，痕迹上将出现衬垫奇变（见图2）。衬垫物有凹陷缺陷时，当刀刃边切至P-P一线，衬垫缺陷处的材料在压力作用下向缺陷空间内填充，A处的材料暂时突出于客体表面，但要特别注意的是，此材料的变形是弹性的，当刀刃的作用消除（刀停止砍切并脱离客体）则客体材料发生弹性恢复。而A处由于变形量大，弹性恢复量自然也比其他地方大，使得相应处的止缘呈向内收的形态；相反，则由于凸起缺陷的材料弹性恢复量少而呈现向外突出的痕止缘，这就是由于衬垫缺陷产生的假特征亦即衬垫奇变。搞清了衬垫奇变的形成原理，再来区分正常衬垫情况下的特征与衬垫奇变就不难了。由图2可以看出，刀口特征在断面上形成的线条痕迹，在正常衬垫的情况下都是按一种规律排列的，往往在大缺口处有相应位置和尺寸的线痕，与止缘痕相适应，线条痕迹在止缘处不改变流向趋势，而在衬垫奇变处，则不一定存在与之相适应的大线条，而且细微线条在这里也要发生流向的变化；在凹下缺陷形成的内收奇变处，线条末端向奇变处聚拢；而在凸起缺陷形成的外突奇变处，则线条末端向奇变处发散。不过这种聚拢或发散是须在显微镜下才能观察到的，这一点，实践中应特别加以注意。

图2 衬垫奇变形成原理示意图

衬垫奇变对痕止缘也有影响。痕止缘形状因刀口形状而变化，如客体较厚砍痕又浅时，止缘形状能与刀口形状吻合。但在客体较薄或砍切很深时，止缘形状往往受到衬垫物缺陷表面形态的影响，这在实际工作中是要特别注意的，若忽视了这一点，往往会出现错认或错否的错误。图2给出了两种不同的衬垫物缺陷对止缘形态的影响，图中显示，当衬垫物缺陷上有沟槽一类的下凹缺陷时，痕止缘相应处则向砍切面内收，如同刀口上有同样大小的缺口一样；反之，若衬垫物缺陷上有凸起状缺陷，则痕止缘向外突出，如同刀刃在此处也有一块突出刃口一样。这种因衬垫缺陷而产生的假特征称之为衬垫奇变。显然衬垫奇变会给检验鉴定带来麻烦甚至造成错误，所以在实践中要模拟现场的情景，通过实验来加以鉴别。运用Untitled-SPSS11.5系统软件对表1中的数据进行相关性分析，发现衬垫痕迹宽度与对应衬垫缺陷宽度呈明显的线性关系，二者数值接近相等，其线性回归方程如表3所示。运用MicrosoftExcel系统软件,根据表1中的实验数据绘制衬垫痕迹宽度（沿Y轴方向）与对应衬垫缺陷宽度（沿X轴方向）散点图，如图3所示，从图中可看出，其线性关系相当明显。

表3 衬垫缺陷宽度与对应衬垫痕迹宽度相关性

图3 衬垫物缺陷宽度与对应痕迹反映宽度散点图

2.2 豁口和卷刃的痕迹反映规律

在豁口和卷刃对应部位，断面上都形成明显、粗大的凸凹线条状痕迹，因橡胶表面局部组织受到严重破坏而在痕起缘上出现明显的组织缺损，毛刺外露等边缘不整的现象。在与豁口相对应的断面上形成的线条状痕迹，其表面较周围光滑平整，且两边都呈凹陷状，这是因为由于刃顶崩落缺失，使豁口处“刃顶”的厚度明显比别处大，所以在砍切过程中刃顶对两个断面都有挤压、刮擦作用，从而在两个断面上都形成凹陷状线痕，豁口在痕止缘相应处则向砍切面内收，在凹陷面上有时能反映出细小的线痕,如图4所示。在刀刃上若有较大的豁口，则可能在材料的相应部位引起胶面缺损，也可能使线痕出现弯曲，豁口太深时，则可能在相应部位出现“小眼”（形如手印的小眼特征），其大小可反映缺口在刀刃方向的尺寸。

图4 豁口在橡胶上形成的痕迹

在卷刃形成的痕起缘处有明显的组织缺损，有时这种缺损一直从痕起缘延伸至痕止缘。若橡胶客体未被砍断，则在痕止缘处堆积有压缩的橡胶颗粒或块状橡胶碎屑，这些压缩的橡胶颗粒或块状橡胶碎屑可以反映出卷刃的形状和尺寸，若橡胶客体被砍断，则在痕止缘处有未被砍断的组织间桥。在与卷刃相对应的断面上形成明显、粗大的凸凹线条状痕迹，与刃顶卷曲方向相对应的断面上形成凹陷线条状痕迹，这是由于砍切过程中刃顶卷曲凸起的部分向下推挤、刮擦断面，从而造成断面部分材料的脱落缺损而形成凹形线痕；在另一断面的对应部位上则形成凸起线条状痕迹，如图5所示，不管是凹陷线痕，还是凸起线痕，其宽度都可以反映出刃口上卷刃的宽度。对表2中的数据进行分析，发现刀具缺口、卷刃宽度与对应痕迹特征宽度呈明显的线性关系，二者数值接近但不相等。这是因为刃口上卷刃部分由于与橡胶客体表面接触的面积大，在砍切过程中挤压橡胶材料，向下推挤客体使其产生压缩变形，当砍切动作完成，刀具脱离客体后，压缩变形的那部分材料由于弹性而恢复原来的形状，并留在两个断面之间，与两断面之间有组织间桥与之相连，可以根据这部分材料的尺寸来推测刃口上卷刃的大小，只是由于其压缩变形后又恢复了原形，所以根据这部分材料测出的卷刃的尺寸多数略大于刃口上卷刃的实际尺寸，在实践中要多加注意。运用数据绘制散点图，如图1所示，从图中可看出，其线性关系也相当明显。

图5 卷刃在橡胶上形成的痕迹

3 结论

卷刃、豁口、衬垫物缺陷本质上都是造痕体，它们的形痕原理一致，反映规律近似，并且卷刃、豁口、衬垫缺陷的宽度与对应痕迹宽度均呈线性关系，极易混淆。但卷刃、豁口痕迹形态与衬垫物缺陷痕迹形态有明显不同，衬垫缺陷会引起止缘形态奇变，这种奇变是可以区分的。因此，应慎重对待此类痕迹的检验。找出刀具真实的特定特征、排除衬垫物缺陷对检验工作的影响是鉴定成败的关键。

1.张书杰.工具痕迹学[M].北京：中国人民公安大学出版社，2002

2.刘燕.橡胶制品维修技术[M].北京：解放军出版社，1985

3.谭斌.木材砍切痕迹鉴定一例[J].广东公安科技，2004，(2)

4.王纬东.关于柴刀在荆条、灌木类客体上切削痕迹的研究[J].中国人民公安大学学报(自然科学版)，2000，(33)