工四火调专业-开题报告.pdfVIP

一、课题的

教学实践

二、本课题国内外研究动态

目前，在国外火灾中玻璃的受热情况及热炸裂行为引起了人们的关注，并进行了一些研究[1]。葛

利菲斯(Griffith)从能量平衡的角度对玻璃微裂纹扩展问题进行了研究，得出了扩展裂纹所必须能量的

。用Griffith理论揭示了玻璃发生热炸裂时其表面出现的树枝状裂纹以及裂成许多块等现象[2]。

S.Fakhfakh等人利用扫描电镜对不同玻璃的微观形貌进行了研究[3]。Sincaglia和Barnett[4]等发展了

一个可在区域模拟程序中执行的玻璃破裂计算模型，传热的数值方法采用了Gaardon的方法，玻璃

厚度方向的温度分布求解方法基于标准的显示有限差分法。模型己运用于区域模拟软件BRANZFIRE

中。

在国内，火灾事故中窗玻璃破坏痕迹作为常见的火灾物证，普遍应用于判断火灾燃烧速度、火势

猛烈程度，进而分析判断出起火点的位置[5]。目前在宏观方面对玻璃火灾痕迹的证明作用方面已有了

较为全面的研究。一是玻璃在机械应力下产生裂纹时，裂纹主要有状裂纹和切向裂纹[6]。机械破

坏的发生主要是玻璃在外力的作用下其弯曲抗拉强度超过其应力承受极限。由于机械破坏不同于热破

坏，其外力作用多种多样，因此其破裂特征没有热破裂明显[7]。二是致使玻璃发生热炸裂的热应力有

两种，分别是窗框约束产生的热应力和玻璃表面温度不均匀产生的热应力,因此玻璃最先在边角发生

炸裂的就是在此部位两种应力叠加。玻璃的热炸裂取决于其热应力的大小、种类以及最大热应力

所处部位[8]。三是在玻璃受热熔融变形方面，已经得出了不同温度范围下，玻璃熔融变形的程度[6]。

从玻璃热变形特征可以看出，其变化与温度及作用时间有密切关系，火场中常见的热变形痕迹形成

的一般顺序是：无变化、热炸裂、软化痕迹、熔化流淌痕迹，火场勘查中可根据不同形状判定火灾中

玻璃所在部位相对应的温度[9]。四是对于高温玻璃遇水热炸裂方面得出两条结论，分别灭火时由于温

度差在接触面引起的热应力，造成窗玻璃沿面积方向上出现裂纹，温度差越大，裂纹产生数目越多，

出现的概率也越大以及玻璃受热的温度越高，遇水后产生的裂纹数目越多；同一温度下，受热的时间

越长，遇水后产生的裂纹数目越多；玻璃越厚，遇水后产生的裂纹数目越多[10-12]。此外，玻璃是典

型的脆性材料，玻璃脆性大是由于表面存在一些微小的裂纹和。从微观上，玻璃表面结合着极微

小的脏粒子(杂质粒子)，而它与玻璃的弹性模量和热膨胀性能不同，这些粒子可能受到腐蚀，所以微

裂纹常常以这些粒子为从其中触发出来。从宏观上，在玻璃的制造过程中，由于工艺而产生

的结晶夹杂物、气体夹杂物与玻璃体夹杂物等，这些与主体玻璃相组成的差异，会导致附加内应

力，降低玻璃的实际强度，而产生微裂纹。

三、课题研究的目的及意义

该课题对磨砂玻璃火灾痕迹在扫描电镜下进行微观形貌的分析，进一步细化并区分了不同种类玻

璃（磨砂玻璃）火灾痕迹微观形态的特征。

在火灾事故中，窗玻璃破坏痕迹作为常见的火灾物证被提取，并进行下一步的鉴定。因此，

通过对磨砂玻璃火灾痕迹扫微观形貌的分析,为快速、准确的查明火灾，判明火灾性质提供一定

的科学依据。

四、课题研究的主要内容

1、玻璃的分类以及磨砂玻璃的制作工艺。阐明玻璃在火灾现场中痕迹形成的几种机理，以及在

火灾中，玻璃的破坏痕迹具备的几种证明作用。说明课题研究的目的及意义。

2、火灾中玻璃各种痕迹物证，利用扫描电子显微镜分析，对比。具体如下：

（1）对同一影响因素（厚度、温度）下磨砂玻璃在不同破坏形式（机械破坏、热破