本书从爆炸现象入手，分析了炸药爆炸的特征，探讨了爆炸化学基础理论，总结了炸药设计原则，综述了炸药的发展历程，建立了炸药爆炸的宏观认识。在此基础上，结合气体动力学基础理论和炸药爆轰基础模型，由浅入深剖析了冲击波与爆轰波形成的机理，探讨了冲击波与爆轰波之间的关联、冲击波与爆轰波数学方程的解等内容，从机理层面强化了对炸药爆炸现象的认识。接着对炸药爆轰参数的计算与测量方法进行了系统阐述，进一步阐述炸药爆炸机理。最后通过对炸药爆炸作用、炸药安全性、炸药爆炸效应等相关内容的剖析，从能量有效利用、应用安全性等角度进一步阐明了炸药应用知识。
本书主要面向安全工程、消防工程、弹药工程、特种能源与烟火技术等相关专业的本科生和研究生，解决爆炸理论相关课程教材缺失的问题。主要用于高年级本科生和特定专业研究生专业基础课的教学，也可作为其他与爆炸应用技术相关的专业如矿山、爆破、煤炭、石化等专业的参考书，推荐相关专业研究生和科技人员使用。
炸药在诞生以来不断发挥作用，推动人类社会前进。作为广义炸药门类之一的火药是我国的四大发明之一，对于世界文明的发展起到积极的推动作用。根据史料记载，我国早在公元前2世纪的西汉时期就有人发明了火药，并且在10世纪的唐朝便将火药应用于实战，该应用记录比西方可考的文献记载早了300余年。尽管人类社会已经进入以智能化、数字化为特征的21世纪，炸药这种古老的能源仍然发挥着不可替代的作用，在矿山开采、航道疏浚、筑路架桥、国防装备等领域开创了工作模式，极大地提升了工作效率，并且在可以预见的将来，炸药仍将伴随人类文明不断发挥作用。
炸药爆炸是化学爆炸的典型形式，是一种极为迅速的能量释放过程，在此过程中，体系内的能量在极短的时间内以机械做功、光和热等形式释放到周围介质中，对介质产生影响。在面向一般化学化工、火炸药生产、危险化学品管理等领域的安全科学与工程类人才培养进程中，需要学生具备爆炸危险物品分类、鉴别及管理，爆炸源爆炸危险程度及危害程度判定，爆炸的预防与控制，爆炸事故原因分析及后果预测等多种能力，相应地需要系统掌握爆炸物性质、爆炸波传播、爆炸毁伤等方面的基础理论知识，这些知识过去都分散在炸药理论、爆炸力学、终点毁伤效应等不同的教材或专业书籍里。针对上述现状，本教材将与安全科学与工程类专业相关的基础知识贯穿在一起，按由浅入深、由理论原理到实际应用的原则编排章节。教材内容从基本概念和现象逐步深入到基础理论，再将基础理论延伸至爆炸现象评估方法和应用技术，融合了理论与实践，既可以作为高等学校的教材，也可以作为工程技术人员的参考资料，具有典型的新工科特色。
本教材是在编者教学讲义的基础上，经多年的教学实践改编而成。本教材贯穿了安全工程相关的基础知识，突出了对爆炸现象背后原理的解析，强化了安全应用要求。在内容安排方面，第1章主要介绍基本概念及爆炸物的基本性质，包括炸药爆炸的特征、爆炸化学基础、炸药的基础概念设计原则、炸药的发展等；第2、3章介绍爆炸产生的冲击波和爆轰波，包括其性质、形成原理、作用规律等；第4、5章介绍爆炸物的危险性及危害性，包括爆轰参数理论计算方法、经验方法及试验表征测试方法；第6章介绍爆炸效应与防护要求，包括空中爆炸及密实介质中爆炸产生的冲击波、破片、聚能、炸坑等效应，以及这些效应对人、机、物的伤害、破坏准则及安全防护设计要求等。为便于读者阅读，本书配有符号说明（见附录）。同时，作为大学本科专业课教材，为了响应教育改革要求，在每章末配有思政小故事或拓展知识。本书第1、2章由王伯良编写，第3章由李建编写，第4、5章由韩志伟编写，第6章由李亚宁编写。全书由韩志伟统稿。
本书受到长三角区域安全工程专业教育部虚拟教研室开放课题（CSJAQXN-2302）支持，在此一并致谢。
由于编写时间较仓促，不足和疏漏之处在所难免，恳请读者朋友批评指正。
编者
2025年8月
第1章爆炸概述1
1.1爆炸现象1
1.2炸药爆炸的特征2
1.2.1爆炸反应的放热性3
1.2.2爆炸反应的快速性4
1.2.3爆炸反应的产气性4
1.3炸药爆炸化学基础5
1.3.1炸药化学反应变化的形式5
1.3.2炸药的氧平衡7
1.3.3爆炸反应方程式11
1.4炸药的基础概念与设计原则19
1.4.1炸药的定义及特征19
1.4.2炸药的分类21
1.4.3工业炸药设计的一般原则26
1.4.4军用混合炸药设计的一般原则27
1.5炸药的发展28
思政小故事34
复习思考题35
第2章冲击波理论36
2.1气体动力学基础36
2.1.1气体的物理性质36
2.1.2理想气体状态方程38
2.2热力学基础38
2.2.1热力学基本定律39
2.2.2热力学基本关系式42
2.2.3基本热力学函数的表达式43
2.3冲击波46
2.3.1基本概念46
2.3.2声波47
2.3.3压缩波和稀疏波49
2.4气体的一维等熵不定常流动50
2.4.1基本方程组51
2.4.2基本方程组的物理意义55
2.4.3基本方程组的特征和一般解复合波流动57
2.4.4基本方程组的特殊解简单波流动58
2.4.5中心对称等熵流动61
2.5平面正冲击波62
2.5.1平面正冲击波的基本关系式63
2.5.2空气中的平面正冲击波66
2.6冲击波的性质70
2.6.1冲击波的基本性质70
2.6.2冲击波的绝热线和等熵线73
2.7冲击波的相互作用80
2.7.1冲击波的p-u曲线81
2.7.2简单波的p-u曲线83
2.7.3冲击波对碰85
2.7.4同向冲击波的相互作用86
2.7.5冲击波与稀疏波的相互作用88
2.8冲击波的传播过程94
2.8.1冲击波的自由传播94
2.8.2冲击波的反射94
思政小故事108
复习思考题109
第3章爆轰波理论110
3.1爆轰理论的发展110
3.2爆轰波的CJ模型111
3.2.1爆轰波的基本关系式112
3.2.2爆轰波的瑞利线和雨贡纽线113
3.2.3爆轰波的解114
3.2.4CJ条件116
3.3爆轰波的ZND模型116
3.3.1ZND爆轰波模型116
3.3.2ZND模型爆轰波反应区内的定常解119
3.4爆轰波的基本性质122
3.5非理想爆轰124
3.5.1非理想炸药124
3.5.2爆轰波的二维效应125
3.5.3爆轰波的三维结构126
3.6均相爆轰128
3.6.1气相爆轰与气体爆炸129
3.6.2凝聚相爆轰134
3.7多相爆轰140
3.7.1气-液两相爆轰141
3.7.2气-固两相爆轰与粉尘爆炸142
3.7.3多相爆轰在军事中的应用148
思政小故事152
复习思考题152
第4章爆轰参数的计算与测量154
4.1爆轰参数154
4.2气相爆轰参数的理论计算155
4.3凝聚相炸药爆轰参数的理论计算161
4.3.1状态方程162
4.3.2理论计算167
4.4凝聚相炸药爆轰参数的工程计算170
4.4.1Kamlet法170
4.4.2-k法172
4.4.3体积加权法175
4.4.4氮当量法180
4.5爆轰参数的测量181
4.5.1炸药的爆热181
4.5.2炸药的爆压182
4.5.3炸药的爆速186
4.5.4炸药的爆温188
4.5.5炸药的爆容191
思政小故事192
复习思考题193
第5章炸药的爆炸作用与安全性195
5.1炸药爆炸威力195
5.1.1做功能力与爆炸能量195
5.1.2做功能力的理论表达式196
5.1.3做功能力测试方法199
5.1.4提高炸药做功能力的途径207
5.2炸药爆炸的猛度207
5.2.1炸药猛度测试方法208
5.2.2影响炸药猛度的因素212
5.2.3炸药猛度与做功能力的关系214
5.3炸药的相容性215
5.3.1炸药相容性研究的试验方法215
5.3.2炸药相容性研究的理论方法217
5.4炸药的感度218
5.4.1炸药的起爆机理218
5.4.2感度评价方法226
5.4.3炸药的钝化和敏化243
5.4.4不敏感炸药的测试方法245
拓展知识251
复习思考题252
第6章爆炸效应与防护253
6.1空中爆炸253
6.1.1空中爆炸现象253
6.1.2空中爆炸冲击波的初始参数256
6.1.3空气冲击波的爆炸相似理论259
6.1.4空气冲击波的破坏作用269
6.2密实介质中爆炸270
6.2.1水中爆炸270
6.2.2土介质中爆炸272
6.3聚能效应273
6.4炸坑效应275
6.4.1不考虑爆炸高度的爆坑尺寸275
6.4.2考虑爆炸高度的爆坑尺寸277
6.4.3爆炸加载下土壤膨胀运动的平均速度计算278
6.4.4土壤的爆炸膨胀区的最大半径279
6.5爆炸对人员的伤害判定准则和防护要求280
6.5.1冲击波和热辐射对皮肤的伤害280
6.5.2冲击波对其他器官的伤害280
6.5.3防护要求281
6.6爆炸对房屋的伤害判定准则和防护要求283
6.6.1对房屋破坏的判定准则283
6.6.2对房屋的防护要求284
6.7爆炸对设备的伤害判定准则和防护要求286
6.7.1对设备的伤害判定准则286
6.7.2对设备的防护要求287
思政小故事287
复习思考题288
附录主要符号说明289
参考文献292
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