玻璃破碎機(jī)理及痕跡分析

俞秀雅

摘 要：眾所周知，玻璃具備脆性大、抗壓強(qiáng)度大、抗拉強(qiáng)度小、硬度大等特點(diǎn)，伴隨玻璃制作技術(shù)的日益發(fā)展，玻璃的種類也日漸繁多，且被廣泛運(yùn)用到藝術(shù)、化學(xué)、日用、建筑、電子儀器儀表、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域。但是，在玻璃實(shí)際使用過(guò)程之中，可能受到諸多因素的影響，而出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，進(jìn)而給人身、財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)一定威脅。故此，對(duì)玻璃破碎機(jī)理及痕跡分析展開了主要論述，希望能為現(xiàn)實(shí)生活中玻璃破碎原因分析，提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：破碎原理；痕跡特征；玻璃破碎

前言

當(dāng)前，我們時(shí)常能夠在電視及網(wǎng)絡(luò)上的一些新聞報(bào)道中看到，不少犯罪嫌疑人都是通過(guò)破壞玻璃，而進(jìn)入到犯罪現(xiàn)場(chǎng)的，還有部分槍擊案件現(xiàn)場(chǎng)，也會(huì)破壞到建筑物的門窗玻璃。所謂玻璃破碎痕跡，指的是受到外界因素影響，因?yàn)閿嗔阉纬傻男螒B(tài)痕跡與裂紋分布。玻璃破碎痕跡檢驗(yàn)技術(shù)，則是檢驗(yàn)各類異物擊碎玻璃和玻璃自然斷裂的痕跡，對(duì)玻璃破碎的原因與打擊物的打擊方向、距離、角度、種類等進(jìn)行分析，進(jìn)而為查明事故原因、偵查破案提供證據(jù)或是線索的一種技術(shù)[1]。由于，在實(shí)際生活之中我們所使用到的多為平板普通玻璃，因此，本文所論述的玻璃，也為平板普通玻璃?，F(xiàn)如今，學(xué)術(shù)界在痕跡檢驗(yàn)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，多放在玻璃破碎痕跡特征方面，較少有涉及玻璃破碎機(jī)理的研究，所以，本文探討了玻璃的性質(zhì)與破碎機(jī)理。

一、玻璃的性質(zhì)和破碎機(jī)理簡(jiǎn)述

（一）玻璃的性質(zhì)

1.玻璃的熱學(xué)性質(zhì)

玻璃的熱膨脹系數(shù)，能夠在比較大的范圍內(nèi)出現(xiàn)改變，然而玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)一般比較小，所以，玻璃成分的不同，即便是經(jīng)受同樣的溫度變化，也會(huì)因?qū)帷崤蛎浵禂?shù)的不同，使玻璃內(nèi)產(chǎn)生不同的應(yīng)力，故此，使得玻璃有著很大的熱穩(wěn)定性。

2.玻璃的機(jī)械強(qiáng)度

玻璃是脆性大、硬度大的一種材料，通常用抗沖擊、抗拉、抗折、耐壓等指標(biāo)表示玻璃的機(jī)械強(qiáng)度。就拿普通平板玻璃而言，其抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高過(guò)抗拉強(qiáng)度，達(dá)到十?dāng)?shù)倍。

（二）玻璃的破碎機(jī)理

破壞玻璃的形式多種多樣，但其作用原理則可歸結(jié)為熱沖擊載荷、機(jī)械載荷、應(yīng)力波載荷這三點(diǎn)。

1.熱沖擊載荷作用

這一原理，是指因溫度的急劇變化，而產(chǎn)生的能夠讓玻璃介質(zhì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或是運(yùn)動(dòng)的熱應(yīng)力。在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)中的溫度驟變，或是犯罪現(xiàn)場(chǎng)中罪犯所使用的人工熱源等，對(duì)玻璃的作用，都是熱沖擊載荷[2]。并且，熱沖擊載荷加載方式不一致，其形成的裂紋也有顯著差異。依據(jù)加載方式，又可把熱沖擊載荷分作面熱源和點(diǎn)熱源。

2.機(jī)械載荷作用

由于機(jī)械作用面所引起的玻璃介質(zhì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，或是引起介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械力，即為機(jī)械荷載。因受到機(jī)械載荷作用，所導(dǎo)致玻璃破碎的現(xiàn)象十分常見，其作用方式很多，比如玻璃劃口、撬壓、敲擊、拋擊等。在機(jī)械載荷作用之下，玻璃一般形成的裂紋有放射裂紋、弓形紋、切向裂紋、斜面樁斷口。

3.應(yīng)力波荷載作用

所謂應(yīng)力波，指的是突躍改變介質(zhì)狀態(tài)的傳播。形成應(yīng)力波的原因有許多，玻璃受到高速氣流的沖擊、高速飛行物體的撞擊，比如爆炸、高速拋擊及槍擊等，都會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力波荷載作用。而槍擊所造成的應(yīng)力波，則可形成放射紋區(qū)、末梢紋區(qū)、喇叭口蹭裂區(qū)及孔洞。

二、玻璃破碎痕跡特征

（一）槍擊裂紋特征

由于子彈頭有著很快的速度，若是子彈射到玻璃上，就會(huì)出現(xiàn)可見的槍擊彈孔特征。眾多槍擊案件玻璃彈孔顯示，多呈橢圓形或圓形，邊緣有白色粉末圈，斷面粗糙。層裂區(qū)出口大、入口小，呈喇叭狀。在彈孔周圍均勻分布著末梢紋，長(zhǎng)度小、密度大。其放射紋呈網(wǎng)狀與放射狀分布，裂紋比較粗，形態(tài)彎曲，轉(zhuǎn)折多、分叉多。玻璃彈孔是孔徑大于彈徑，從入口到出口，漸漸擴(kuò)大的喇叭形孔洞，出口一面呈坡面，玻璃屑層層剝落，入口邊緣稅利、周圍平整。需要注意的是，當(dāng)發(fā)射距離較近的時(shí)候，還會(huì)留下一些射擊殘?jiān)?，比如火藥粒、煙垢等?/p>

（二）低速拋擊裂紋特征

低速拋擊是指，拋擊速度<30m/s的時(shí)候。一般而言，物體的尺寸都會(huì)影響到裂紋的形態(tài)，洞孔不規(guī)則，直徑可達(dá)數(shù)十厘米，洞孔不規(guī)則，放射紋數(shù)量少、無(wú)轉(zhuǎn)折、不分叉。裂紋斷口呈住面，末梢紋前沿形態(tài)和高拋相同。切向紋直徑有著較大變化，不規(guī)則形、圓形，裂紋斷口呈柱面。斷面有著較為明顯的弓形紋特征。

（三）高速拋擊裂紋特征

所謂高速拋擊，是指30m/s<拋擊速度<70m/s，一般為氣槍、弩、彈弓等拋擊工具，拋擊物多為鋼珠、石頭等。高速拋擊所形成的孔洞與不規(guī)則、圓形太相近似，出口大、入口小，出口側(cè)有較少的層裂、人口側(cè)邊緣較為銳利，孔徑大于物體的直徑[3]。在彈孔周圍分布有呈放射狀的末梢紋，長(zhǎng)度較直、變化大。放射紋能夠從作用點(diǎn)擴(kuò)展到邊界，在作用點(diǎn)附近斷口的形態(tài)與柱面相近似，在邊界附近有著較大扭曲，通常大的物體拋擊的時(shí)候，有出現(xiàn)切向裂紋的可能，小的物體通常不會(huì)出現(xiàn)切向裂紋。

三、玻璃破碎裂紋分析

（一）判斷沖擊的方向

判斷沖擊方向，指的是結(jié)合玻璃破碎后形成的裂紋特征與孔洞特征，對(duì)物體的沖擊方向進(jìn)行分析。若能夠都沖擊方向做到精準(zhǔn)判斷，則能為現(xiàn)場(chǎng)是否偽造、嫌犯進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的方位等提供判斷依據(jù)。具體而言，主要可從以下三方面進(jìn)行：

一是，依據(jù)斷口上弓形紋的匯聚方向進(jìn)行判斷。在受到拋擊之后，玻璃會(huì)出現(xiàn)切向裂紋、末梢紋或放射裂紋。其中，末梢紋與放射裂紋斷口弓形紋有著相同的匯聚方向，都是匯聚于作用點(diǎn)，從玻璃的自由面匯聚向入射面，而切向裂紋斷口弓形紋是由玻璃的入射面匯聚向自由面。

二是，依據(jù)作用點(diǎn)斷口進(jìn)行判斷。裂紋斷口可以將玻璃的受力方向客觀反映出來(lái)。這一方法，是孔洞類首先考慮的，且最為精準(zhǔn)的判斷方法。不論是拋擊作用或是槍擊作用，也不管是鋼化玻璃亦或是平板玻璃，其形成的喇叭斷口皆為出口大、入口小。

三是，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)玻璃碎塊的分布位置進(jìn)行判斷。在沖擊作用下玻璃出現(xiàn)破碎，而在破碎后大部分碎塊會(huì)濺落到?jīng)_擊方向，在一定區(qū)域內(nèi)分布，通常碎塊和沖擊物都在同一側(cè)分布，故此，在進(jìn)行判斷的時(shí)候，應(yīng)留意現(xiàn)場(chǎng)是否存在清掃的可疑痕跡[4]。

（二）判斷作用的方式

判斷作用的方式，應(yīng)綜合分析玻璃破碎裂紋的分布、形態(tài)；玻璃的厚度、種類、所在的位置、與周圍建筑物的距離；孔洞的規(guī)則程度、尺寸、形態(tài)；現(xiàn)場(chǎng)找到的疑似拋射物等方面。必要情況下，可開展玻璃模擬打擊實(shí)驗(yàn)。與此同時(shí)，在槍擊作用案件現(xiàn)場(chǎng)，在飛行的過(guò)程之中，子彈頭的姿態(tài)是始終保持穩(wěn)定的，在將玻璃擊碎之后，會(huì)出現(xiàn)較為典型的裂紋特征。然而，在飛行姿態(tài)出現(xiàn)變化的時(shí)候，也就是彈頭穩(wěn)定性喪失的情況，對(duì)玻璃形成撞擊，這時(shí)候與玻璃接觸的可能是彈頭的側(cè)面，破碎裂紋和拋擊情況相近似。這時(shí)候，一項(xiàng)重要任務(wù)就是尋找到彈頭。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，玻璃屬于是一種非晶無(wú)機(jī)非金屬材料，其主要成分為二氧化硅與其他氧化物，是由多種無(wú)機(jī)礦物質(zhì)為主料并添加了少許輔助原料加工制作而成的。而玻璃破碎是一種物理現(xiàn)象，是玻璃受到外部力量影響，所出現(xiàn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化。對(duì)玻璃破碎機(jī)理與痕跡特征展開了進(jìn)一步分析，旨在能夠?yàn)椴Ａ褂弥芷诘奶嵘?，及?shí)際玻璃破碎案件地偵破，起到一定積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁帥.鋼化玻璃破碎裂紋特征實(shí)驗(yàn)研究[J].四川警察學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（2）：194.

[2]李振宇，黃定進(jìn).聲屏障玻璃破碎原因及改造措施[J].城市道橋與防洪，2017（8）：297-299.

[3]廖廣軍.玻璃破碎的物證分析研究[J].政法學(xué)刊，2012（2）：87-90.

[4]田時(shí)均，吉嫚婷.淺談玻璃破碎裂紋的相關(guān)問(wèn)題[J].法制博覽，2016（27）：181.