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:

　　西部山區地形起伏大，地質環境脆弱、構造復雜、地震頻發、巖體破碎、降雨充沛、特殊的地形地貌、地質環境及氣候條件使得該區域一直是地質災害的高發區和多發區。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的各類經濟、生態、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項發明專利，5項使用新型專利，發表科研論文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。

　　西部山區地形起伏大，地質環境脆弱、構造復雜、地震頻發、巖體破碎、降雨充沛、特殊的地形地貌、地質環境及氣候條件使得該區域一直是地質災害的高發區和多發區。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值模擬研究，再現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在巖崩作用下的動力響應規律，揭示了樁群密度、擋墻長度對優化耗能之間的關系；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