含铝炸药作为一种典型的非理想炸药,其爆轰行为呈现明显的非理想特征。在含铝炸药爆炸过程中,铝粉二次反应的放热、时间尺度长等特点使得爆轰产物的膨胀过程是带有化学反应的非等熵过程,这就使得其热力学研究变得更加困难。而爆轰产物的膨胀规律对于评估炸药的做功能力和威力至关重要,所以本文旨在确定含铝炸药爆轰产物膨胀过程的描述方法,并在此基础上评估其爆轰驱动做功能力以及爆炸空气冲击波的威力。首先通过研究含铝炸药中铝粉的二次反应形式,发现二次反应不仅向爆轰产物中释放热量,而且会导致爆炸气体产物的减少。因此,考虑到爆炸气体产物减少的作用,本文对加入了二次反应放热项的JWL状态方程进行修正,得到了新的含铝炸药爆轰产物状态方程。采用新提出的含铝炸药爆轰产物状态方程,并结合Miller反应速率模型,对含铝炸药爆轰驱动铜板过程进行数值模拟研究,验证了含铝炸药的二次反应能量释放模型以及新的含铝炸药爆轰产物状态方程的适用性。利用能量守恒原理,本文提出了含惰性物(氟化锂)炸药的爆轰产物JWL状态方程参数的近似确定方法,并通过爆轰驱动实验验证了其准确性;此外,建立了铝颗粒在爆轰产物环境中的一维球对称扩散燃烧模型,基于铝粉和爆轰产物的物化参数,提出了含铝炸药中铝粉的二次反应速率理论公式。结合含铝炸药和含氟化锂炸药爆轰阶段的相似性及其二次反应能量释放模型,本文提出了完整的预估含铝炸药爆轰产物膨胀过程的理论方法。本文开展了含铝炸药爆炸空气冲击波威力评估实验,研究了不同配方含铝炸药的爆炸空气冲击波的传播规律,获得了三种含铝炸药的TNT当量,对含铝炸药的配方研制具有实际指导意义。采用含铝炸药的二次反应能量释放模型,并通过数值计算,获得了含铝炸药在空气中爆炸时的初始冲击波相关参数,从冲击波形成源头解释了含铝炸药爆炸空气冲击波压力衰减慢、不符合相似律的原因。通过量纲分析,提出了非理想炸药爆炸空气冲击波超压的半经验计算方法,该方法相比于传统的TNT当量法更加合理,并能很好地反映含铝炸药爆炸空气冲击波的传播规律。应用爆炸冲击波有限差分法计算程序,采用新的含铝炸药爆轰产物状态方程以及铝粉反应速率理论公式,对含铝炸药爆炸形成的空气冲击波流场进行了数值模拟。通过与威力评估实验结果的对比,验证了新的铝粉反应速率理论公式的适用性。此外,本文数值模拟研究了铝粉二次反应对含铝炸药爆炸空气冲击波的影响,并考察了装药尺寸、铝粉的含量及颗粒度对含铝炸药爆轰产物压力及其爆炸空气冲击波超压的影响,结果表明,铝粉含量的增加可极大地提高含铝炸药爆炸空气冲击波的威力,铝粉颗粒尺寸越小,二次反应放热的能量利用效率越高。