巖崩災害運動機理與工程防護新方法

　　二、提名單位及提名意見

　　1、提名單位:四川省教育廳

　　2、提名意見:

　　西部山區(qū)地形起伏大，地質環(huán)境脆弱、構造復雜、地震頻發(fā)、巖體破碎、降雨充沛、特殊的地形地貌、地質環(huán)境及氣候條件使得該區(qū)域一直是地質災害的高發(fā)區(qū)和多發(fā)區(qū)。地質災害動力演進過程的定量預測是解決災害危險范圍、沖擊能量以及危險性和風險評價的重要基礎，是研制關鍵防御技術的關鍵。該項目針對地質災害引發(fā)的各類經濟、生態(tài)、居民生命安全問題，進行了巖崩災害啟動-運動-致災過程的研究，提出了多種新型巖崩碎屑流災害的防治措施。該項目建立巖崩碎屑流災害的顆粒分選和動力學物理模型，模擬巖崩碎屑流災害的高速遠程動力學過程；揭示巖崩對承災體的動力損傷和沖擊破壞機理，并在此基礎上，構建了多種巖崩碎屑流災害防御關鍵技術，例如針對巖崩碎屑流災害的新型樁群結構、新型耗能防護網、橋墩滾石撞擊防護結構等關鍵工程防治技術；在理論研究基礎上，提出大斷面隧道淺埋偏壓松散破碎巖體洞口安全進洞施工工法。

　　該項目授權7項發(fā)明專利，5項使用新型專利，發(fā)表科研論文29篇，自主知識產權清晰。該項目成果以再工程實踐中取得成功應用，取得顯著的社會和經濟效益，具有很好的推廣價值。

　　提名該項目為四川省科學技術進步獎三等獎。

　　三、項目簡介

　　本項目屬于自然災害研究與防治領域。

　　西部山區(qū)地形起伏大，地質環(huán)境脆弱、構造復雜、地震頻發(fā)、巖體破碎、降雨充沛、特殊的地形地貌、地質環(huán)境及氣候條件使得該區(qū)域一直是地質災害的高發(fā)區(qū)和多發(fā)區(qū)。據全國290 個縣市地質災害的調查結果顯示，巖崩災害在地質災害中所占的比例高達17%，是除滑坡外第二大地質災害類型。經過項目組多年對巖災害運動機理、防治技術以及具體工程實踐運用，得出一系列研究成果：

　　（1）揭示了巖崩碎屑流災害的運動機理。建立了顆粒分選模型的巖崩運動物理模型，并通過三位離散元軟件建立高仿真數(shù)值模型，對碎屑流高速遠程特性提供參考；模擬了巖崩體破碎動力演化過程，采用離散元法對崩塌體模擬，通過對不同粘結強度的崩塌體動力破碎的影響進行的數(shù)值模擬研究，再現(xiàn)了崩塌體破碎動力演化過程。

　　（2）揭示了巖崩災害與結構體之間的相互作用機理。調查了顆粒之間的相互作用并得到顆粒與結構體之間作用的規(guī)律；揭示了碎屑流沖擊不同形狀橋墩、結構體之間的動力響應規(guī)律以及不同落石下落情況對橋墩不同高度位置的作用情況，對實際工程防災減災作出關鍵指導，揭示了樁群結構和碎屑流耗能之間的關系，并且研究了樁群加擋墻的結構系統(tǒng)在巖崩作用下的動力響應規(guī)律，揭示了樁群密度、擋墻長度對優(yōu)化耗能之間的關系；本研究全面探討了材料、結構形狀、結構組合對樁群耗能性能的影響。

　　（3）針對巖崩碎屑流對工民建的危害提出了相應防治手段。月牙形結構體對于控制碎屑流滑程有明顯的優(yōu)勢；得到的弧形折流板減災效果在各類形狀折流板中效果最好；研發(fā)了針對山地災害的耗能防護網、滾石撞擊橋墩的防護結構、滑坡相關的防護裝置以及預警裝置；明確不同地質條件下的施工防護結構與方法。

　　（4）提出了大斷面隧道淺埋偏壓松散破碎巖體洞口安全進洞施工工法，并運用到實際工程實踐中，取得良好的經濟社會效益。

　　（5）項目共產出成果論文29篇（其中SCI論文11篇；EI論文5篇，中文核心11篇）；授權發(fā)明專利7項、實用新型專利5項；編制部級施工工法1項；參編學術專著1篇，主編教材或學術專著3部。

　　四、主要知識產權和標準規(guī)范目錄（不超過10件）

　　五、主要完成人情況

　　孫新坡、張良全、畢鈺璋、陳超政、李志波、郭毅、廖映華、司馬衛(wèi)平

　　六、主要完成單位

　　四川輕化工大學、中國十九冶集團有限公司、必照巖土科技(南京)有限公司