在我国北方高纬度寒冷地区的河流上,经常发生的凌汛灾害对两岸人民的生命财产安全造成极大的危害,实施水下爆炸破冰是防治冰凌灾害快速有效的措施。同时,近年来北极地区的军事、能源和航运价值受到了世界各国越来越多的关注。在北极地区部署水下战略航行器,对维护我国的整体安全和合法权益意义重大。冰层是影响航行器快速出水的关键因素,通过水下爆炸凿穿适当范围的冰层是一种确保航行器快速出水的有效方法。因此,对于水下爆炸破冰的研究具有很高的经济、社会与安全意义。在研究水下爆炸破冰问题时,国内外学者广泛采用数值模拟方法。然而,基于连续介质力学的传统数值方法在模拟冰层断裂破坏时遇到很多困难,限制了该领域研究的进展。近场动力学是一种新兴的基于非局部理论的无网格数值计算方法,采用积分形式的运动方程,在解决断裂破坏和裂纹扩展问题上具有明显优势。本文基于改进的键型近场动力学理论研究水下爆炸破冰问题,主要研究内容如下:首先对键型近场动力学的基本理论和数值方法进行详细地阐述。针对传统常数形式的微模量函数出现跳跃、不连续问题,提出一种连续形式的微模量函数,能够反映键刚度随着物质点距离的增加而出现的弱化现象,即随着物质点距离的增加,键刚度逐渐减小为零。同时推导适用于一维、二维和三维模型连续形式的键刚度函数。针对通过实验测量材料在断裂时的能量释放率非常困难的问题,根据线弹性断裂力学脆性断裂的K准则,推导极限伸长率,从而可以更加合理地确定极限伸长率。在近场动力学中引入粘性阻尼和短程排斥力,更好地模拟材料的阻尼效应和避免物质点间出现错位和嵌入等非自然现象。针对冰材料在高加载速率下的力学特性,提出考虑冰材料拉压异性的适用于近场动力学的冰材料弹脆性本构方程。对水下爆炸破冰载荷问题进行详细地分析,确定了以冲击波载荷为计算载荷,依据泰勒平板理论进行流固耦合分析以及确定附连水质量。建立了水下爆炸破冰近场动力学计算模型,分析水下爆炸破冰的过程和冰层裂纹形成、扩展和分支的特点和规律。将数值模拟结果和实验数据对比,验证数值模型的准确性。从定量和定性的角度研究了影响水下爆炸破冰的参数:材料参数(密度、断裂韧度、弹性模量)、冰层开孔大小、药包偏移距离、完整冰层和模型参数(药包重量、药包冰下深度、冰层厚度)对破冰效果和裂纹扩展的影响。