装药结构决定着炸药爆轰后的能量分布，对爆破效果有着重要的影响，而空气间隙装药可以提高炸药能量利用率，在爆破工程中应用广泛。本文在大量查阅国内外有关研究的基础上，指出了空气间隙装药目前研究中存在的问题。根据应力波与爆轰产物共同作用的破岩机理，在柱状装药爆炸时，分别对轴向和径向空气间隙装药爆炸波的初始压力、爆轰产物的准静态压力进行了研究，说明了柱面波作用下岩石压碎区和破裂区的形成原因，分析了不耦合装药结构爆炸能量的基本传递机理，建立了不耦合装药条件下炸药爆炸时对岩石的破坏理论模型。根据相似理论，浇注混凝土模型，通过实验研究空气层位置及其比例对岩石块度、爆堆形状以及爆破振动规律的影响，实验结果表明，空气层比例的大小对爆破效果有显著的影响，试验中空气比例为45%时，即不耦合系数1.81，爆破效果最好。通过数值仿真软件LS-DYNA程序模拟研究岩石损伤演化过程以及爆破振动规律，分析比较装药结构对能量传递的影响因素。分析不同装药结构条件下爆炸能量的传递机理和转化相关问题。计算结果表明，随着空气比的增加，破岩方式发生变化，空气比为40%时，其破岩机理由压剪转为拉伸破坏，达到较好的块度级配，表明存在一个合理的空气比，提高爆炸能量利用率；当软弱夹层位于炮孔中部时，对比无软弱夹层与有软弱夹层的计算结果发现，有软弱夹层情况下，第一主应力压、拉应力峰值与无软弱夹层情况基本保持一致，软弱夹层的存在对底部空气间隔装药结构的爆破效果影响不显著。