我國南方廣泛分布的巖石風(fēng)化地層夾雜孤石及軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育，形成的殘積土具有易擾動(dòng)性、遇水軟化、崩解等不良地質(zhì)特性。隨機(jī)分布的球狀全風(fēng)化花崗巖孤石與孤石群，在盾構(gòu)法隧道施工中，常引起卡刀、刀具偏磨、偏離軸線等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生地表沉降等事故。目前工程中常采用爆破的方式處理孤石，爆破產(chǎn)生的應(yīng)力波與沖擊荷載會(huì)對周圍殘積土產(chǎn)生強(qiáng)烈擾動(dòng)，設(shè)計(jì)中如果仍沿用勘察得到的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)而未考慮沖擊荷載引起的土體強(qiáng)度衰減，就會(huì)對隧道的安全與穩(wěn)定性存在較大隱患。因此，開展地鐵線路中爆破沖擊荷載對土體擾動(dòng)及其力學(xué)響應(yīng)研究是非常必要的。

　　針對這一工程問題，武漢巖土所特殊土土力學(xué)組研究團(tuán)隊(duì)開展了不同沖擊速率、頻率、振動(dòng)峰值應(yīng)力及有效圍壓作用下花崗巖殘積土的沖擊動(dòng)力試驗(yàn)，分析沖擊荷載引起的超靜孔隙水壓力和變形的發(fā)展規(guī)律，提出了三種沖擊破壞模式。研究可為花崗巖風(fēng)化層中爆破法處理孤石提供施工參數(shù)，也可為考慮爆破振動(dòng)影響的土層的力學(xué)參數(shù)確定與評價(jià)提供技術(shù)支持。 

　　相關(guān)研究成果在International Journal of Geomechanics ASCE，《中國科學(xué)：技術(shù)科學(xué)》，《巖土工程學(xué)報(bào)》等期刊發(fā)表SCI與EI論文5篇，申請國際PCT發(fā)明專利、中國發(fā)明專利2項(xiàng)，獲得軟件著作權(quán)2項(xiàng)。 

　　研究成果得到國家自然科學(xué)基金（41972285；41672293），中科院青促會(huì)項(xiàng)目（2018363）、湖北省杰出青年基金（2020CFA103），地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（SKLGP2020K024）等項(xiàng)目資助。 

　　論文鏈接1:https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29GM.1943-5622.0002055  

　　論文鏈接2: https://www.sciengine.com/publisher/scp/journal/SST/49/6/10.1360/N092018-00319?slug=fulltext  

圖1 孤石爆破過程及其對土層影響示意圖

圖2 沖擊荷載作用下花崗巖殘積土力學(xué)行為 

　?。ㄎ?圖 特殊土力學(xué)組）