爆炸案件现场推算炸药量方法研究综述

张 迪

(中国刑事警察学院，辽宁 沈阳 110000)

爆炸案件现场分析的主要内容包括炸药的类型、起爆装置的类型、炸药量等。炸药量的推算作为爆炸案件的一个重要内容，对于爆炸案件的侦破具有重要的意义。截止目前，对于炸药量的推算方法研究有很多，炸药量的推算方法通常借助于经验判断公式和爆破工程原理进行计算的，计算结果通常只能得到近似的值，并且适用范围非常有限。在复杂的爆炸案件现场中，为了帮助技术人员选择最佳的方法，本文对于推断炸药量的方法进行梳理具有重要的现实意义。

1 炸药量推算的方法研究进展

爆炸案件现场炸药量的判定，通常依据现场的爆炸痕迹来推算，目前主要是根据爆炸产物和作用痕迹、空气冲击波波阵面的超压值等来计算炸药量，这些方法主要凭借一些经验和相关爆炸原理进行计算的。随着计算机技术的发展，采用数值模拟来计算炸药量也有一定的进展。炸药量计算的方法愈来愈趋于科学性与精确性。

1.1 根据爆炸产物初始作用痕迹计算炸药量的方法

爆炸产物的初始作用痕迹是指炸药爆炸瞬间产生的具有高温、高压、高能量密度的强压缩能气团，极具膨胀释放能量，强烈冲击直接接触爆炸物的介质，使紧靠强压缩能气团的物体、介质出现强烈的局部破坏痕迹。炸药量与初始作用痕迹范围成正比，炸药量越大，初始作用痕迹范围越大，因此可以通过介质受到的强压缩效应来推断出炸药的量。初始作用痕迹与炸药量的关系如下：

其中：R为初始作用痕迹半径，cm；ρ为炸药密度，g/cm3；A为爆炸的压缩系数，与介质的性质有关，介质可塑性越大，取值越大；Q为推算的TNT量，g。

该方法只适用于地面接触爆炸和埋入式爆炸，并且爆炸案件通常都是自制炸药，炸药的密度也只能根据炸药的成分进行大致的推断；同时爆炸的压缩系数也是一个大概的数值，存在一定的误差。

1.2 根据爆炸产物抛掷作用痕迹计算炸药量的方法

在形成起始作用痕迹后，压缩能气团继续迅速对快做功，造成被作用介质继续变形、破坏，同时使其产生抛射运动。介质被抛出后形成的痕迹被称为爆炸产物的抛掷作用痕迹。根据介质被抛出的范围可以确定炸药量的公式如下：

其中：R为抛射半径，cm，ρ为炸药密度，g/cm3；A为爆炸压缩系数，通常取值为7～11，Q为推算的TNT量，g。

该方法适用于地面接触爆炸，并且需要在爆炸现场寻找抛射物，不容易寻找，并且抛射物范围较广，抛射半径不能精确测量，同时爆炸压缩系数与炸药密度也存在一定的误差，因此推算的炸药量结果会出现一定的误差。

1.3 根据空气冲击波作用距离计算炸药量的方法

空气冲击波作用即爆炸产物间接作用痕迹，爆炸产物停止膨胀而往回收缩，空气波单独向前运动并损坏物体，直到能量衰减到不能损坏物体物体的这一范围内的破坏痕迹。根据现场建筑物的破坏情况，来计算炸药量，公式如下：

其中：R为测量点距离中心炸点的距离；Δp为空气冲击波超压值，该数值根据现场建筑物的破坏情况，查表得出相应的数值。

该方法主要是依据爆炸现场房屋门、窗的破坏程度进行计算，但是通过破坏程度查表得到的超压值是一个范围，并且其也会受到其他建筑物的影响，其超压值会出现很大的误差，因此该方法适用于空旷地方爆炸。

1.4 根据爆炸残留物分布峰值距离计算炸药量的方法

爆炸残留物峰值距离与药包的直径成线性关系，首先需要通过试验研究，得到现场同种炸药爆炸情况下，b与k的值。通常满足以下公式：

RP=b+kR0

其中：RP爆炸残留物的峰值距离，cm，R0为药包的直径，cm。然后经过以下公式可以确定炸药量。

其中：ρ为炸药密度，kg/cm3，Q为推算的TNT量，kg。

通常爆炸案件现场都是自制炸药，炸药的密度和成分很难确定，该方法首先需要进行大量的实验，得出药包直径与峰值距离的线性关系，然后才能计算炸药量，成本较高，耗费时间久。同时峰值距离与药包的位置也有关系，因此药包直径与峰值距离的线性关系会存在一定的误差。

1.5 根据现场人员死亡情况计算炸药量的方法

爆炸现场通常会出现人员死亡，死亡人员与炸点的距离R死和炸药量Q通常满足以下经验公式：

Q=(R死/1.1)2

该方法不用进行大量实验，就能够快速推断出炸药量，但精确度较差。如果需要精确的炸药量，则需要采用其他方法进行计算。

1.6 基于广义回归神经网络计算炸药量的方法

首先需要进行爆炸实验，产生算法训练需要的样本，将数据中的3个表观量化特征参量(土介质爆炸作用系数、炸坑直径、炸坑深度)以及炸药量通过广义回归神经网络算法进行同步处理，通过训练得到这几个因素之间的网络模型，其中炸坑直径、深度以及土介质爆炸作用参数作为输入层，炸药量作为输出层，找出输入与输出之间的特征关系进行推算应用。该方法首先需要建立模型，然后进行大量的训练才能够进行推算，精度较高，但是所需的成本较大，需要进行大量的实验获得训练样本，并且每个模型适用的范围较小，针对不同的爆炸情况，需要建立不同的模型。

1.7 根据现场玻璃破碎计算炸药量的方法

该方法主要是依据空气冲击波的超压对现场玻璃的损坏状况进行计算，主要有以下几个方法：(1)首先通过实验测得1000kgTNT爆炸后，距离中心炸点不同距离的玻璃的破损情况，然后利用爆炸相似公式，得到炸药量推算公式如下：

其中：R为炸点距离玻璃破碎的距离，m，R'为实验所得相似的玻璃破损情况下距离炸点的相似距离，m，Q为推算的TNT量，kg。

该方法适用于大于1000kgTNT的爆炸现场，并且需要进行大量的实验来得到相似距离，成本较大。

(2)将爆炸案件中玻璃破碎面积为50%或者玻璃大部分破碎而门窗木框基本无损的情况作为炸药量推算的临界点，其与炸点之间的距离与炸药量有以下关系：

其中：R为该临界点与炸点之间的距离，m；K为对比距离系数，取决于选定玻璃的破碎情况，破碎程度越严重，取值越小，通常取值为15～30之间；Q为推算的TNT量，kg。

根据现场玻璃破碎的情况虽然能够快速推断出炸药量，但是复杂的爆炸现场环境会影响到玻璃的破碎情况，并且玻璃的破碎情况只能依据经验判断不能进行量化，会存在一定的误差。

2 推算炸药量的方法展望

炸药量推算方法大多都是基于经验公式与简单爆炸原理来进行计算，适用于爆炸现场快速推算炸药量，但是针对精确推算炸药量而言，存在着诸多的误差，计算结果相差较大。随着计算机技术的发展，计算机技术与爆炸力学的结合为炸药量推算提供了新的思路，基于广义回归神经网络的炸药量推算就是两者结合的产物。计算机数值模拟通过进行建模不仅可以模拟爆炸案件现场炸药的整个过程，并且可以在计算机进行模拟实验，节省时间和成本，对于推断炸药量具有非常重要的现实意义，因此采用数值模拟建模将推断炸药量将是未来研究的重点。

参考文献

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