1
1.

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài luận án
Trong những năm gần đây, tình hình tội phạm sử dụng vật nổ 
để gây án xảy ra nhiều nơi, tính chất và mức độ nguy hiểm, thủ đoạn 
tinh vi, đa dạng. Khi xảy ra vụ nổ, phải nhanh chóng khám nghiệm 
hiện trường (KNHT), thu thập dấu vết, vật chứng (DV,VC) để điều 
tra truy nguồn gốc vật nổ. 
Hiện nay, công tác giám định này vẫn còn là vấn đề phức tạp 
và chưa được nghiên cứu. Xuất phát từ thực tiễn đòi hỏi mang tính cấp 
thiết, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu xác định loại vật nổ thông qua  
dấu vết ở hiện trường các vụ án có sử dụng chất nổ” làm đề tài luận 
án.
2. Mục đích nghiên cứu của luận án
Nghiên cứu các dấu vết còn lại trên hiện trường vụ nổ  nhằm 
xác định một số đặc trưng của vật nổ.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
­ Đối tượng nghiên cứu: Một số loại vật nổ điển hình: lựu 
đạn và các vật nổ  tự  chế  (dùng thuốc nổ  TNT, am ônit hay hỗn hợp 
NH4NO3  và dầu khoáng), khối lượng dưới 3 kg. 
­ Phạm vi nghiên cứu:  Phân tích đặc điểm mảnh vỏ  vật nổ,  
dấu vết để lại trên hiện trường sau nổ của vật nổ thường gặp.
­ Nội dung nghiên cứu: 
Phân tích cơ  chế  và xây dựng mô hình nổ  có và không có vỏ 
bọc;Mô phỏng cơ chế nổ, sinh mảnh bằng phần mềm Ansys Autodyn­
3D;Phân   tích,   đánh   giá   tương   tác   giữa   sản   phẩm   nổ   và   môi 
trường;Nghiên cứu, nhận dạng các dấu vết đặc trưng ở hiện trường 
nổ;Xây dựng qui trình xác định vật nổ thông qua dấu vết ở hiện trường 
nổ.

Những năm gần đây, tội phạm hình sự có sử dụng vũ khí, vật  
liệu nổ ở nước ta có chiều hướng gia tăng, tính chất vụ việc nghiêm  


3
trọng, diễn biến phức tạp. Các loại vật nổ  tội phạm thường sử dụng 
được chia theo các nhóm sau đây: Vật nổ  thuộc nhóm vũ khí quân 
dụng: gồm các loại như mìn, lựu đạn, hỏa cụ;  Vật liệu nổ quân dụng: 
gồm thuốc nổ TNT, Hexogen hay một số loại thuốc nổ hỗn hợp ; Vật 
nổ sử dụng vật liệu nổ công nghiệp: thuốc nổ Amônít, ANFO, kíp nổ 
và các loại vật liệu nổ nhập khẩu khác; Vật nổ tự tạo. 
1.2. Quá trình biến đổi nổ và tác dụng của vật nổ
Khi nổ  liều thuốc nổ  không có vỏ  bọc, sóng va đập ( SVĐ) 
nhanh chóng lan truyền trong toàn bộ khối thuốc và sự biến hóa nổ do  
xảy ra trong thời gian cực ngắn tạo ra một thể tích khí rất lớn bị nén và 
giãn nở ra môi trường, phá hủy môi trường bằng sự chênh áp cao và  
xung va đập lớn. Khi nổ liều thuốc nổ có vỏ bọc, toàn bộ các tham số 
sóng nổ được đặt vào bề mặt trong của vỏ, phá vỡ kết cấu của vỏ tại 
những chỗ yếu nhất (khuyết tật, các vết nứt tế vi, nơi tập trung ứng  
suất…) tạo thành các vết nứt. Dưới tác dụng của sóng nổ, các mảnh bị 
bay tán ra môi trường và tương tác với các vật cản của môi trường.
1.3. Công tác khám nghiệm hiện trường các vụ nổ vật nổ và vai  
trò của dấu vết nổ trong điều tra các vụ nổ vật nổ
Công tác KNHT trong tố tụng hình sự là hoạt động điều tra nơi  
xảy ra, nơi phát hiện tội phạm nhằm phát hiện dấu vết của tội phạm, 
vật chứng và làm sáng tỏ các tình tiết có ý nghĩa đối với vụ án. Kết quả 
KNHT vụ nổ có ý nghĩa rất quan trọng, làm cơ sở để xác định tính chất 
sự việc; chứng minh những vấn đề  nêu trong kết luận điều tra;  làm 
chứng cứ chứng minh tội phạm và người phạm tội trong truy tố và xét  
xử.

phân tích dấu vết hiện trường. 3) Xây dựng quy trình khám nghiệm và  
xác định vật nổ thông qua dấu vết ở hiện trường các vụ án có sử dụng 
chất nổ. 
CHƯƠNG 2.MÔ PHỎNG, PHÂN TÍCH QUÁ TRÌNH NỔ 


5
CỦA VẬT NỔ
2.1. Mô tả sự phá hủy vỏ dưới tác dụng của xung nổ
Sự phá hủy vỏ bọc là quá trình xảy ra nhanh và phức tạp của sự 
biến đổi năng lượng SPN thành năng lượng biến dạng, phá hủy vỏ và 
làm bay tán mảnh. Quá trình này có thể quy ước chia ra thành các giai 
đoạn sau: Kích động liều thuốc nổ; nổ và tạo SPN; đặt tải và văng mảnh 
bởi SPN với sự bắt đầu đồng thời của biến dạng dẻo kim loại; chuyển  
động và giãn nở của vỏ dưới sự phát sinh đồng thời, sự phát triển của 
các vết nứt tế vi và các hư hỏng tế vi; sự tạo thành các vết nứt lớn chính 
và tiếp theo lan ra bề mặt ngoài vỏ; sự phát sinh hoàn toàn các vết nứt  
trên toàn bộ bề dày vỏ với việc hình thành các mảnh và sự chảy của  
SPN vào các vết nứt xuyên qua; sự chuyển động của các mảnh trong  
không khí; tác động tương hỗ của chúng với mục tiêu.
2.1.1. Sự hình thành mảnh dưới tác dụng của xung nổ
Khi nổ  vỏ  bọc  kim loại,  từ  mặt  trong  vỏ  phát sinh hai hệ 
thống vết nứt độc lập nhau: bên trong thành vỏ và mặt trong của vỏ. 
Hệ thống thứ nhất: hệ thống đứt nứt ra, hướng ưu tiên là theo hướng 
kính. Hệ thống thứ hai của các vết nứt trượt, hướng ưu thế là dọc theo  
các chuyển dịch trượt chính.Bề  mặt phá hủy các mảnh cơ  bản có 2  
vùng: bề mặt phá hủy đứt giòn (vùng R) sát với mặt ngoài của mảnh  
và mặt phá hủy trượt theo mặt trượt (vùng S) sát với mặt trong mảnh  
(hình 2.2). 
Hình  2.2.   Đường  biên  các   mảnh  và 

hay  

(2.4)

Khi mảnh bay vào chướng ngại có bề dày  h, nó có thể xuyên 
qua chướng ngại hay găm vào chướng ngại. 
2.1.3.2. Tác dụng của sóng va đập trong không khí


7
Quá trình lan truyền của SVĐ sẽ gây ra tác dụng phá hủy các  
vật cản trên đường đi của chúng. Các tham số của SVĐ đặc trưng  
cho tác dụng của sóng va đập trong không khí được đánh giá bằng  
áp suất dư  (Δp), xung riêng của pha nén  (I1)và thời gian của pha  
nén trong sóng va đập ( +).
Khi   nổ   trên   mặt   đất,   có   thể   tính   gần   đúng   khi   lấy   khối  
lượng gấp đôi do phản xạ của bề mặt đất.
            (2.8)
Thời gian tác dụng của sóng va đập τ+
            (2.9)
Xung riêng của pha nén  I1  có thể  tính theo công thức gần 
đúng khi nổ trên mặt đất liều thuốc TNT (ρ0 = 1,225 kg/m3) ta có 
công thức gần đúng sau:
Pa.s
          (2.11)
Thay nửa giá trị  khối lượng, ta có công thức gần đúng đối 
với giá trị xung riêng của sóng va đập không khí khi r > rk
Pa.s
          (2.12)
Trong đó:m ­ khối lượng liều thuốc, kg; r ­ khoảng cách, m

T0 ­ nhiệt độ ban đầu; Tnc ­ nhiệt độ nóng chảy của vật liệu.
Điều kiện phát sinh vết nứt ngẫu nhiên: 
(2.25)
         (2.26)
         (2.27)
Trong đó: 

P

vn

­ xác suât xuât hi
́
́ ẹn vêt n
̂ ́ ứt; χ, C ­ thông số 
vn

vạt li
̂ ẹu;
̂ ­ độ dãn dài tuong đôi cua v
̛ ̛
́ ̉ ạt li
̂ ẹu;
̂   σ0,2­ giơi han chay;
́ ̣
̉  


9
σbc­ hẹ sô biên c


(2.49)

 

Tiếp phương trình (2.49)
­ Điều kiện đầu:
(2.50)
         (2.51)


11
­ Điều kiện biên:Trên bề  mặt tiếp xúc giữa thân vỏ, thuốc 
nổ, không khí cần phải đặt điều kiện tiếp xúc. Các điểm của bề 
mặt này không xuyên qua bề mặt của vật liệu kia:
         (2.52)
Trong đó: v1, v2 – vận tốc của các điểm thuộc vật liệu thứ nhất và  
thứ hai nằm trên bề mặt tiếp xúc.
Trạng thái  ứng suất cũng bị  hạn chế, tại các điểm này theo  
định luật 3 Niutơn:
          (2.53)
Trong đó:  

ij1,

ij2

  ­  ứng suất tại các điểm trên bề  mặt tiếp  

xúc có cùng tọa độ nhưng lần lượt thuộc vật liệu thứ nhất và thứ 

biến trạng thái (vị trí, vận tốc, áp suất,...) là xác định.
2.3.4.  Ứng dụng mô đun tính toán song song của Ansys trong  
mô phỏng thực nghiệm hiện trường nổ
Ứng dụng mô phỏng quá trình nổ vật nổ bằng sử dụng tính 
toán song song so với phương pháp tính toán tuần tự  kết quả  cơ 
bản không đổi nhưng với thời gian chạy máy nhanh hơn nhiều lần  
và đem lại hiệu quả rõ rệt.

                          
     
                 Hình 2.8. Sơ đồ xử lý song song trong Ansys
Việc thiết lập bài toán song song được thực hiện trên máy tính  
chuyên dụng tại Phòng thí nghiệm Đạn ­ Ngòi, Bộ  môn Đạn, Học 
viện Kỹ thuật Quân sự. 


13
2.3.4.1. Phương pháp mô phỏng quá trình nổ của vật nổ bằng  
phần mềm Ansys Autodyn­3D áp dụng tính toán song song
Mô phỏng quá trình nổ  của vật nổ  gồm 8 bước: 1) Đặt bài 
toán nghiên cứu; 2) Xây dựng mô hình hình học; 3) Xác định mô hình 
vật liệu và các thông số của vật liệu. Nhập các thông số vật liệu vào 
phần mềm; 4) Xây dựng mô hình PTHH; 5) Đặt điều kiện biên, điều 
kiện đầu vào, điều kiện tương tác; 6) Thiết lập mô đun tính toán song 
song; 7) Tiến hành giải bài toán; 8) Hiển thị, đọc và phân tích kết quả.
2.3.4.2. Mô phỏng quá trình nổ của vật nổ
Các thông số  vật liệu thân vỏ  vật nổ  được sử  dụng trong 
mô phỏng: gang xám GX15­32 và thép 4340.
Bảng 2.5. Thông số vật liệu cơ bản của thân vỏ dùng trong mô phỏng.
Mác 

150

0,5

175

380

792

1279

20

792

510

C

n

m

T
(0C)

Tnc
(0C)


đầu
của 
thuốc 
nổ

Hằng số thực nghiệm của thuốc nổ
dùng trong mô phỏng


14

TNT
Amaton

Tetryl

(g/cm3)
1,61

(m/s)
7000

(kcal/kg)
1010

1,1

4200

1,63

4,4

0,9
0,7
1,2

Hình   2.13.   Mô   phỏng   nổ 
vật nổ  thân vỏ  thép 4340, 
thuốc nổ TNT
    
Kết quả  mô phỏng quá trình nổ  của vật nổ  cho trường hợp thân vỏ 
thép 4340, bên trong nhồi thuốc nổ TNT hoặc Amaton thì số mảnh vỡ 
thân vỏ lần lượt là 104 mảnh và 61 mảnh (hình 2.13). 
Bảng 2.7. Một số thông số cơ  bản của quá trình mô phỏngnổ  vật 
nổ thân vỏ thép 4340, thuốc nổ TNT
Khối lượng 
Thể tích 
Chiều dài 
Tốc độ 
Thứ tự 
mảnh
mảnh
mảnh
trung bình
mảnh
(mg)
(mm3)
(mm)
(m/s)
1

5,294E+03
6,763E+02
28,57
812,62
8
5,052E+03
6,456E+02
28,72
808,37
9
4,220E+03
5,391E+02
26,87
1020,1
10
4,011E+03
5,125E+02
24,02
747,98
Kết quả  mô phỏng quá trình nổ  của vật nổ  dạng hình trụ  cho 
trường hợp thân vỏ thép 4340, bên trong nhồi thuốc nổ TNT thì số 
mảnh là 177 mảnh (hình 2.15). 


15
Hình 2.15. Mô phỏng nổ 
vật nổ thân vỏ 
thép   4340, 
thuốc nổ TNT



Thể tích 
mảnh
(mm3)
1,075E+02
9,776E+01
9,481E+01
9,203E+01
8,829E+01
8,283E+01
7,692E+01
7,583E+01
7,478E+01
7,183E+01

Chiều dài 
mảnh
(mm)
16,00
13,84
13,38
12,78
13,52
13,14
11,79
12,76
13,70
11,99

Tốc độ 

Nhằm kiểm chứng các kết quả mô phỏng và tính toán lý thuyết,  
tiến hành nổ vật nổ trong hố cát, trên hệ thống bia tại trường bắn, phân  
tích các DV,VC có trên hiện trường một cách khách quan, đánh giá kết 
quả thực nghiệm. 
3.2. Thực nghiệm nổ và kết quả
3.2.1. Thực nghiệm nổ tại trường bắn
Thực   nghiệm   t ừ   ngày   05/10/2016   đến   20/10/2016,   tại  
Trườ ng bắn Lữ đoàn Công binh 543, Quân khu II.
Đối tượ ng thực nghiệm:  03 vật nổtrong thùng cát; 07 vật 
nổ trong hệ  thống bia cánh cung ( mỗi vật nổ   có đường kính vỏ 
Dv  = 32mm, cao h = 130mm, khối lượ ng chất nổ  TNT 60g, kh ối  
lượ ng thân vỏ 460g , gây nổ bằng kíp nổ điện số 8 );10 vật nổ tự 
chế bọc bằng giấy bìa các tông, quấn băng dính, bên trong chứa  
thuốc nổ Amonit (04 qu ả kh ối l ượng thu ốc n ổ 100 gam, 04 qu ả 
khối lượ ng thuốc nổ 150 gam, 02 qu ả kh ối l ượng thu ốc n ổ 200  
gam).
3.2.2. K ết qu ả th ực nghi ệm
Thu các DV,VC trong t ừng l ần th ử  nghi ệm,  đự ng trong 
các túi chuyên dụng, b ảo qu ản để  nghiên cứ u, phân tích trong 
phòng thí nghi ệm.
3.2.3. Phân tích số liệu thực nghiệm và so sánh với tính toán


17
3.2.3.1. So sánh kết quả thực nghiệm với phương pháp số
Từ kêt qua giai băng ph
́
̉
̉
̀

m
(g)

36
18
24
47

18
33
12
18

Trong đó: ­ PA1: Thân vỏ  thép 4340, thuốc nổ  TNT; PA2:  
Thân vỏ thép 4340, thuốc nổ Amaton; PA3: Thân vỏ gang xám GX  
15­32, thuốc nổ TNT; PA4: Thân vỏ gang xám GX 15­32, thuốc nổ 
Amaton; m: khối lượng mảnh vỡ thân vỏ.
Kết quả mô phỏng số với thực nghiệm nổ cho kết quả gần 
giống với lý thuyết đã đưa ra, cả hai phương pháp đều cho thấy số 
lượng mảnh vỡ  có khối lượng từ  1g
3.10) cho thấy tổ chức là tổ chức thép trước cùng tích với hạt khá đồng  
đều, biên giới hạt thể hiện rõ. Trên ảnh không thể  hiện các dấu vết  
của quá trình biến dạng dẻo như hạt kéo dài hay biên giới hạt bị mờ, 
chỉ có dạng thớ do quá trình chế tạo.
Hình   3.10.   Tổ   chức   tế   vi   trên   mặt  
gẫy của mảnh đầu đạn bằng thép do 
nổ

Kết quả và nhận xét: quá trình phá hủy vỏ bọc bằng gang, thép khi nổ vật 
nổ hầu như không có biến dạng dẻo, tổ chức tế vi của vật liệu thay đổi  
không đáng kể, quá trình nổ tạo ra xung nổ đột ngột, làm đứt liên kết giữa 
các nguyên tử, hình thành các vết nứt tế vi xung quanh biên hạt đồng thời bề 
mặt đứt có dạng xuyên qua các hạt, đây là đặc trưng cơ bản của phá hủy  
giòn. 
3.2.4. Các kết quả thực nghiệm khác
­ Phân tích dấu vết SPN của vật nổ bằng phương pháp hoá học: 
Thuốc thử tác dụng với dịch chiết của mẫu vật cho ra màu đặc trưng của 
loại thuốc nổ (TNT, amoni nitrat).
­ Phân tích dấu vết SPN của vật nổ trên thiết bị GC­IONSCAN: Xác 
định dấu vết thuốc nổ, giới hạn phát hiện thuốc nổ TNT là 300 picrogam và 
Nitrat khoảng từ 5 ­ 10 nanogam.
­ Phân tích dấu vết dầu khoáng trong thuốc nổ tự chế bằng  thiết bị 
sắc ký khí khối phổ GC/MS: xac đinh đ
́ ̣
ược sự có mặt của dâu khoang (là
̀
́
 




     

a)                     b) 
Hình 4.3. Mảnh bao gói bên ngoài vật nổ  (a) mảnh vỏ lon bia,(b)  
các chi tiết nồi cơm điện


21

                     

    
a)

      b)

Hình 4.4. Chi tiết ngòi nổ của lựu đạn (a) chi tiết ngòi nổ lựu đạn F1, (b) 
kim hoả của lựu đạn cần
4.1.2. Dấu vết sản phẩm nổ và dấu vết thuốc nổ
1) Dấu vết muội đen: Các dấu vết ám khói đen thường được hình 
thành và tồn tại trên các bề mặt tiêp xuc tr
́ ́ ực tiếp vơi san phâm nô
́ ̉
̉
̉; 2)  
Dấu vết thuốc nổ: Các tinh thể thuốc nổ chưa kịp phản ứng,  dính bám 
trên các vật mang dấu vết hay trong dấu vết muội đen thông qua phương  
pháp phân tích hoá học hay hoá lý.
4.1.3. Dấu vết tương tác với môi trường

Vận tốc chạm của mảnh vào vật cản

.

(4.5)

V ận t ốc bay t ản ban đầu của m ảnh 

(4.9)

Xác định được hệ số nhồi  :

(4.11)

Xác định đường kính vật nổ:


23

(4.13)

Trong đó: Đặt;­ diện tích mi­đen; – hệ  số  hình dạng mảnh;Sxq  – 
diện tích xung quanh của mảnh; Va – thể tích của mảnh;  m – mật 
độ vật liệu mảnh;  vc, H0 – tương ứng là mật độ, độ bền riêng của 
vật liệu vật cản.
4.4. Xây dựng quy trình khám nghiệm và xác định loại vật nổ 
thông qua dấu vết  ở  hiện trường các vụ  án có sử  dụng  
chất nổ
Quy trình khám nghiệm và xác định loại vật nổ thông qua dấu vết ở 
hiện trường các vụ án có sử dụng chất nổ theo sơ đồ khối hình  4.22.

vỏ bọc vật nổ.
4. Nghiên cứu xây dựng hệ thống các dấu vết đặc trưng trên hiện 
trường vụ nổ và đưa ra phương pháp xác định dấu vết nổ, tính toán thông  
số kết cấu quan trọng của vật nổ: kích thước vật nổ, hệ số nhồi, tính chất  
vỏ bọc… từ đó xây dựng quy trình KNHT và xác định loại vật nổ.
Những kết quả nhận được, bước đầu xác định được loại vật nổ 
thông qua dấu vết thu được trên hiện trường, là những thông tin quan trọng  
giúp cho công tác nghiên cứu xác định các vụ nổ, cụ thể giúp cho việc  
nhận định, phán đoán, khoanh vùng các đối tượng, định hướng điều tra và  
là cơ sở để đưa ra kết luận giám định phục vụ trong điều tra, truy tố và xét 
xử.
Những đóng góp mới của luận án:
­ Ứng dụng lý thuyết cơ bản của vật lý nổ, cơ học môi trường 
liên tục và thiết kế đạn, ứng dụng phần mềm Ansys Autodyn­3D để mô  


25
phỏng quá trình nổ và giải bài toán ngược xác định các tham số đặc trưng 
của vật nổ từ đó có cơ sở để xác định loại vật nổ;
­ Bằng các phương pháp giải tích, mô phỏng, phân tích dấu vết 
hiện trường và trong phòng thí nghiệm…luận án đã xây dựng phương 
pháp, quy trình khám nghiệm và xác định vật nổ thông qua dấu vết ở hiện  
trường các vụ án có sử dụng chất nổ, phục vụ một cách có hiệu quả công 
tác điều tra của Ngành Công an.
Kiến nghị và đề xuất:
1. Luận án mới chỉ đưa ra các phương pháp điển hình, xây dựng 
quy trình chung để xác định vật nổ, chưa có điều kiện nghiên cứu cho  
nhiều loại thuốc nổ và vật liệu khác nhau. 
2. Cần tiếp tục nghiên cứu cụ thể cho một số loại thuốc nổ tự 
chế và vỏ bọc thường được đối tượng tội phạm sử dụng.