核武器或常规武器地面或地下发生爆炸时,其中一部分能量直接耦合入地下岩土介质产生了压缩波,称为直接地冲击,另一部分能量产生空气冲击波并沿地面传播时在地层内形成压缩波,称为感生地冲击(又称间接地冲击)。地冲击的大小除了与爆炸能量相关外,还与埋深有关。完全封闭的地下爆炸只产生直接地冲击,空中爆炸一般只产生间接地冲击,地面和浅地表爆炸可同时产生直接和间接地冲击。
由于压缩波在地层中传播时其波速的下降速度小于冲击波在空气中传播的波速下降速度,因此在靠近爆心较近的范围内,空气冲击波的传播速度远大于地冲击的传播速度,此范围被称作超地震区;当空气冲击波阵面传播到距爆炸点较远的地方时,冲击波波阵面速度逐渐下降,最终地冲击赶上并超过空气冲击波,这个区域被称作跨地震区或亚地震区或超前地震区(见图)。
压缩波在岩土介质传播过程中,随着深度的增加而不断衰减,当峰值压力低于介质弹性极限时,退化为弹性波。由于岩土介质的多样性和复杂性,主要是通过试验确定岩土中压缩波的参数。
地下防护工程设计时,主要是借助于岩土介质及地下工程结构物本身达到对地冲击的防护要求。具体技术措施有:①选择合理的埋置深度,利用山体自然防护层厚度提高抗地冲击能力。②根据工程的重要程度,综合考虑各种防护结构的建筑布置(如采取离壁式结构形式等),并进行结构物的强度设计。