拆除爆破基本原理

最小抵抗線原理

由于從藥包中心到自由面的的距離沿最小抵抗線方向最小，因此受介質的阻力最小；在最小抵抗線方向上，沖擊波（或應力波）運行的路程最短，所以在此方向上波的能量損失最小，因而在自由面處最小抵抗線出口點的介質首先突起。我們將爆破時介質拋擲的主導方向是最小抵抗線方向這一原理，稱為最小抵抗線原理。

最小抵抗線的方向不僅決定著介質的拋擲方向，而且對爆破飛石、震動以及介質的破碎程度等也有一定的影響。此外，最小抵抗線的大小，還決定著裝藥量的多少和布藥間距的大小，并對炮孔深度和裝藥結構等有一定的影響。

最小抵抗線的方向與大小是認為決定的。根據拋空的方向和深度或布藥的位置與起爆順序，在特定的爆破對象條件下即可確定。但是，此時的最小抵抗線方向和大小是否是最優的，還要從具體的爆破對象出發，權衡其安全程度、破碎效果、施工方便與經濟效益等方面的因素，綜合考慮予以選擇。

最小抵抗線W應根據拆除物的材質、幾何形狀以及尺寸，以及要求的爆破塊度等因素綜合確定。在拆除爆破中，當基礎為大型鋼筋混凝土塊體，并采用人工清渣時，破碎塊度不易過大，最小抵抗線可取下值：

混凝土或鋼筋混凝土塊體：           W=35～70cm

漿砌片石、料石塊體：                W=50～80cm

混凝土爆破后，一般碎塊的尺寸略大于W，如果爆破后采用人工清理，應選擇較小的W。機械清理時，可選用較大的最小抵抗線。

微分原理

將預要拆除的某一建筑物爆破所需要的總裝藥量，分散的裝入許多個炮孔中，形成多點分散的布藥形式，以便采取分段延時起爆，使炸藥能量釋放的時空分開，從而達到減少爆破危害、破壞范圍小、爆破效果好的目的，這就是分散裝藥的微分原理。

裝藥的布藥形式基本上有兩種:其一是集中布藥，即將所需藥量裝在一個炮孔中或集中堆放；其二是分散裝藥，即將所需藥量分別裝入許多炮孔內。這兩種布藥形式均可達到一定的爆破效果和拆除目的。但是，兩者所引起的后果卻截然不同。前者將會引起較強烈的震動、空氣沖擊波、噪聲和飛石等爆破危害，這是拆除爆破尤其是城市拆除爆破所不允許的；后者既可滿足爆破效果的要求，又能在某種程度上控制爆破危害。

等能原理

爆破的主要能源是炸藥。顯然，如果炸藥用量合適，輔助合理的裝藥結構和起爆方式等，就可以防止或減輕爆破危害，從而達到拆除爆破的目的。對此，人們提出了等能原理的設想，即根據爆破的對象、條件和要求，優選各種爆破參數，如孔徑、孔距、排距、和炸藥單耗等，同時選用合適的炸藥品種、合理的裝藥結構和起爆方式，以期使每個炮孔所裝的炸藥再其爆炸時所釋放出的能量與破碎該孔周圍介質所需要的最低能量相等。也就是說，在這種情況下，介質只產生一定的裂縫，或就地破碎松動，最多是就近拋擲，而無多余的能量造成爆破危害，這就是等能原理。

失穩原理

煙囪類建筑控制爆破倒塌機理為，采用控制爆破在煙囪底部某一高度處爆破形成一定尺寸大小的切口，上部筒體在重力與支座反力形成的傾覆力矩作用下失穩，沿設計方向偏轉并最終倒塌。

在煙囪定向拆除爆破過程中，當爆破切口形成后，在切口對面保留部分的圓環筒體稱為預留支撐體。如果上部筒體的重力對預留支撐體的壓力超過了材料的極限抗壓強度，則預留支撐體就會瞬時被壓壞而使煙囪下坐，這會造成煙囪爆而不倒或傾倒方向失去控制的危險。如果預留支撐體有一定的承載能力，則上部筒體在重力和支座反力形成的傾覆力矩作用下，使預留支撐體截面瞬時由全部受壓變為偏心受壓狀態。傾倒初期，預留支撐體截面一部分受壓、一部分受拉。在承受傾覆力矩引起的壓應力和重力引起的壓應力疊加，壓應力呈邊緣區最大，中性軸處為零的三角形分布。當最大壓應力大于材料的極限抗壓強度時，該處材料被破碎，且承壓區擴大。在受拉區承受傾覆力矩引起的拉應力與重力引起的應力疊加，拉應力呈邊緣區最大，中性軸處為的三角形分布。當最大拉應力大于材料的極限抗拉強度時，預留支撐體上出現裂縫。對鋼筋混凝土煙囪，當預留支撐體截面上的混凝土開裂后，鋼筋將承擔全部拉應力，此后鋼筋在煙囪傾覆力矩的作用下受拉屈服，繼而頸縮斷裂。當爆破切口閉合后，煙囪繞新的支點旋轉并最終傾倒。

由煙囪控制爆破的機理可知，爆破切口是影響煙囪失穩傾倒的關鍵因素。煙囪傾倒必須滿足三個條件，一是煙囪爆破后傾倒初期預留支撐體截面要有一定的強度，使其不致立即受壓破壞而使筒體提前下坐；二是切口形成瞬間，重力引起的傾覆力矩必須足夠大，能克服截面本身的塑性抵抗力，促使煙囪定向傾倒；三是切口閉合后，重力對新支點必須有足夠的傾覆力矩，使其能克服煙囪剩余的塑性抵抗力。對鋼筋混凝土煙囪，其重心不但要偏出新支點，而且重心相對新支點的力矩必須大于破壞截面內的拉力鋼筋所產生的力矩。

緩沖原理

拆除爆破如能懸著適宜的炸藥品種和合理的裝藥結構，便可以降低爆轟波峰值壓力對介質的沖擊作用，并可以延長炮孔內壓力的作用時間，從而使爆破能量得到合理的分配與利用，這一原理稱為緩沖原理。

爆破理論研究資料表明，常用的硝銨類炸藥在固定介質中爆炸時，首先使緊靠藥包的介質受到強烈壓縮，特別是在3~7倍藥包半徑的范圍內，由于爆轟壓力極大地超過了介質的動態抗壓強度，致使該范圍內的介質極度粉碎而形成粉碎區。雖然該區范圍不大，但卻消耗了大部分爆轟能量，而且粉碎區內的微粒在氣體壓力的作用下有易將已經開裂的縫隙填充堵死，這樣就阻礙了爆破氣體進入裂隙，從而減弱了爆轟氣體的尖劈效應，縮小了介質的破壞范圍，降低了介質的破碎程度，并且還會造成爆轟氣體的集聚，給飛石、空氣沖擊波、噪聲等危害提供能量。由此可見，粉碎區的出現，即影響了爆破效果，又不利于安全，所以在拆除爆破中，應該充分利用緩沖原理，以縮小或避免粉碎區的出現。