我国南方广泛分布的岩石风化地层夹杂孤石及软弱结构面发育，形成的残积土具有易扰动性、遇水软化、崩解等不良地质特性。随机分布的球状全风化花岗岩孤石与孤石群，在盾构法隧道施工中，常引起卡刀、刀具偏磨、偏离轴线等现象，严重时还会发生地表沉降等事故。目前工程中常采用爆破的方式处理孤石，爆破产生的应力波与冲击荷载会对周围残积土产生强烈扰动，设计中如果仍沿用勘察得到的力学性质指标而未考虑冲击荷载引起的土体强度衰减，就会对隧道的安全与稳定性存在较大隐患。因此，开展地铁线路中爆破冲击荷载对土体扰动及其力学响应研究是非常必要的。

　　针对这一工程问题，武汉岩土所特殊土土力学组研究团队开展了不同冲击速率、频率、振动峰值应力及有效围压作用下花岗岩残积土的冲击动力试验，分析冲击荷载引起的超静孔隙水压力和变形的发展规律，提出了三种冲击破坏模式。研究可为花岗岩风化层中爆破法处理孤石提供施工参数，也可为考虑爆破振动影响的土层的力学参数确定与评价提供技术支持。 

　　相关研究成果在International Journal of Geomechanics ASCE，《中国科学：技术科学》，《岩土工程学报》等期刊发表SCI与EI论文5篇，申请国际PCT发明专利、中国发明专利2项，获得软件著作权2项。 

　　研究成果得到国家自然科学基金（41972285；41672293），中科院青促会项目（2018363）、湖北省杰出青年基金（2020CFA103），地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金（SKLGP2020K024）等项目资助。 

　　论文链接1:https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29GM.1943-5622.0002055  

　　论文链接2: https://www.sciengine.com/publisher/scp/journal/SST/49/6/10.1360/N092018-00319?slug=fulltext  

图1 孤石爆破过程及其对土层影响示意图

图2 冲击荷载作用下花岗岩残积土力学行为 

　　（文/图 特殊土力学组）