爆破荷载作用下花岗岩残积土的力学行为研究获

我国南部分布广泛的岩石风化地层，夹杂着巨石和脆弱的构造面，所形成的残余土壤遇水具有湍流、软化、崩解等不利地质特征。盾构隧道施工过程中随机分布的球形全风化花岗岩巨石和巨石群，常造成卡死、刀具偏磨、偏轴等问题。严重时还可能发生地表沉降等事故。目前工程中常采用爆破处理巨石。爆破产生的应力波和冲击载荷会强烈干扰周围的残余土。如果在设计中仍采用勘察得到的力学性能，则不考虑冲击载荷引起的土体强度衰减。 ，会对隧道的安全稳定造成较大的隐患。因此，有必要开展地铁线路爆破冲击荷载的土体扰动及力学响应研究。

为此，中科院武汉岩土力学研究所的研究人员在不同的冲击速率、频率、振动峰值应力和有效围压下对花岗岩残余土进行了冲击动力试验，并分析了冲击载荷引起的冲击载荷。针对超孔隙水压力和变形的发展规律，提出了三种冲击破坏模式。该研究可为花岗岩风化层中的爆破方法处理巨石提供施工参数，也可为考虑爆破振动对土层影响的力学参数的确定和评价提供技术支持。

相关研究成果在International Journal of Geomechanics、《Science in China: Technical Sciences》、《Journal of Geotechnical Engineering》等期刊上发表SCI和EI论文5篇，并应用申请国际PCT发明专利2项，中国发明专利2项。

该研究工作得到了国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进项目、地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金的资助。

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图1。 Lone Rock 爆破过程示意图及其对土层的影响

图2. 冲击荷载作用下花岗岩残余土的力学行为