爆炸产物在空气中呈有规律膨胀收缩（词条“收缩”由行业大百科提供）的脉动过程，但对破坏作用有实际意义的只是第一次的膨胀和压缩脉动过程。爆炸产物与空气的分界面刚开始是清晰的，由于产物的脉动过程，特别是分界面周围产生的湍流效应使界面越来越模糊，最后与空气介质混在一起。一般认为，当爆炸物停止膨胀时，空气冲击波就与爆炸产物分离，并独自向前传播。爆炸空气冲击波在传播过程中，波的前沿以超声速传播，而正压区的尾部是以与压力p相对应的声速传播，所以正压区被不断拉宽，受压缩的空气量不断增加，使得单位质量空气的平均能量不断下降。因此，空气冲击波传播过程中波阵面压力在初始阶段衰减很快，后期衰减平缓。
计算冲击波压力与正压区冲量可用如下公式：
对于不同形式的荷载，可以取不同的参数λ、γ 来描述。比如典型的三角脉冲荷载就可以取λ=1 和γ=0来描述。
4 玻璃在爆炸荷载作用下的研究现状
4.1玻璃在风荷载（词条“风荷载”由行业大百科提供）下的研究
风会对建筑结构产生风压（词条“风压”由行业大百科提供）荷载，风引起的风沙会对建筑上安置的玻璃产生风沙荷载，风沙荷载对夹层玻璃的破坏引起了研究人员的注意，部分学者从玻璃材料的性质，玻璃在抗风压、抗冲击条件下的材料参数和几何参数入手，对这一问题进行了研究。
Ji 等学者关注夹层玻璃外层玻璃的破坏，他们研究了外层玻璃板在低速小颗粒碰撞下的破坏概率，得到了与计算结果比较吻合的实验数据。从他们的研究结果可以看出外层玻璃板的破坏概率主要与碰撞速度有关，而玻璃板的厚度对破坏概率的影响较小，PVB胶片对外层玻璃板的应力破坏影响更小。在夹层玻璃的内层玻璃方面，Kaiser进行了深入研究，发现内层玻璃板的厚度和PVB胶合层的厚度对内层玻璃板抗破碎性有很大的影响。Flocker和Dharani则研究了夹层玻璃板在风沙颗粒碰撞作用下的应力特征、破碎模型和抗碰撞性能。
4.2 玻璃在爆炸冲击荷载下的研究
近年来，随着恐怖事件的不断发生，研究玻璃在爆炸荷载下的动态响应也开始变成一个热点，因为经研究发现，在爆炸发生时，大部分伤亡人员是由飞溅的玻璃碎片导致的。Krauthammer和Altenbergt把玻璃简化为单自由度弹性体，并简化冲击波为线性衰减荷载，考虑爆炸荷载负压段对玻璃板的影响研究玻璃板性能。结果发现不同冲击荷载下玻璃板可能被冲到建筑物内，也有可能脱离边框朝外掉落。Wei采用两参数韦布尔分布用研究夹层玻璃在爆炸荷载下的破坏概率。分析中考虑爆炸冲量、玻璃板厚度、PVB胶片厚度、玻璃板面积和宽厚比等参数的影响。玻璃板和PVB胶片分别看作弹性和线性粘弹性材料。Dhar等用有限元法研究了爆炸荷载作用下夹层玻璃板的破坏概率。Riedel和Fischer等研究了爆炸条件下的砖石-玻璃结构的响应，提出了一种新的砖石-玻璃结构改进系统。Makovicka和Lexa对爆炸荷载作用下玻璃板进行了解析和试验研究。研究了爆炸冲击波系数对玻璃板性能的影响。华侨大学高轩能和王书鹏用有限元法对不同厚度夹层玻璃板在长期、短期静力和爆炸冲击荷载作用下的变形进行了模拟计算，提出了夹层玻璃的等效厚度计算公式：
式中：n代表支撑条件修正系数，点支撑时n=0.95，四边框支时n=0.65。天津大学的王仲琦等通过一种新的LS-DYNA算法模拟玻璃破碎的动态过程，采用JOHNSON_HOLMQUIST_CERMICS材料模型模拟玻璃材料，炸药的模型是LOAD_BLAST模型。取玻璃面板（词条“玻璃面板”由行业大百科提供）上三个点进行分析，通过压力时程曲线图和位移时程曲线图对比发现与实际碎片飞溅过程拟合过程比较好。吕卫东等对几种玻璃加固方法进行了介绍，主要有在玻璃面板上张贴防护膜，安装防护窗帘和防护缆索等方法。李磊等对玻璃在高应变率下的动态本构关系做了一定研究，发现在高应变率条件下，玻璃的弹性模量会有一定的提升。
4.3 建筑玻璃在抗爆减爆技术方面的研究
在建筑玻璃抗爆减爆技术方面，国外开展工作较多，研究提出了建筑玻璃的抗爆标准、设计要求以及防爆减爆的加固技术，并有公司推出了相关的加固产品。而国内在这一方面研究较少。Kadi研究提出了减少玻璃破坏效应的抗爆建筑设计和建筑要求。美国Karagozian& Case(K&C)研究提出了安全膜（词条“安全膜”由行业大百科提供）加固玻璃技术以及玻璃框加固技术等。安全膜加固后使门窗玻璃破裂后仍具有附加的承载力，改变了玻璃窗系统的破坏模式，主要用于建筑玻璃加固。除了常见的粘贴加固技术，还提出包括利用某种机械装置将安全膜固定于窗框上等边界处理技术。这种边界固定的专利机械装置被称作“玻璃锁”(Glasslock)。“玻璃锁”系统明显提高了玻璃窗抗强风压力和飓风刮起物体的冲击能力。基于该系统的优异性能，考虑将其用于抗冲击波，因而进行了一系列试验，研究使用安全膜和“玻璃锁”装置改造玻璃窗后，玻璃窗在爆炸环境中的性能。美国的WilfredBaker 工程公司(WBE)也组织了一系列的试验，研究在不同爆炸荷载等级下安全膜的特性，提出用一种夹条锚固（词条“锚固”由行业大百科提供）系统和机械连接件将安全膜边缘固定到窗框上。安全膜超出每个窗框内边的部分通过胶带贴在窗框上。夹条安装在安全膜超出各边的部分上，并固定在窗框上。利用夹条锚固的安全膜提供了显著的抗爆效果，消除了在较高爆炸压力下的玻璃破片危害。
5 结论及展望
现代建筑中，玻璃和玻璃饰品所占的比重越来越大，从客观上要求人们对玻璃的材料模型，动力响应情况有深入地认识。另一方面，在恐怖袭击或者爆炸中，玻璃的飞溅往往是造成人员最多伤亡的因素，所以，正确的认识玻璃在爆炸条件下的动力响应过程、玻璃的破坏模型有很重要的实践意义。
目前，玻璃在爆炸荷载作用下的动力响应研究仍处于初步阶段，玻璃材料性能、玻璃板几何尺寸、夹层玻璃板中PVB胶片厚度以及玻璃板的支撑条件等因素对建筑玻璃抗爆性能有着不同程度的影响，需要更进一步且全面的研究，同时对玻璃抗爆减爆的理论和应用技术也有待于进一步深入研究。
另外一个方向是研究玻璃在高应变率下的本构关系，玻璃在高应变率下抗压强度会有一定提升，但提升的比例和范围有待于进一步探讨，如果通过实验得到玻璃在高应变率下的抗压强度提高系数，对改进玻璃基于高应变率的本构模型也有一定帮助。建筑物突发性爆炸引起的火灾和爆炸联合作用下对玻璃门窗结构的影响也是一个新兴的研究领域。目前，国内外对于爆炸和火灾联合作用下的研究主要集中在钢结构上，对钢筋混凝土结构的研究才刚刚起步，而对于建筑门窗玻璃的研究基本没有，研究玻璃在爆炸和火灾联合作用下的反应对改进玻璃设计标准，提高建筑物安全等级也有一定意义。【完】
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