科技成果

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成果名称: 地质灾害风险识别和调控的理论与应用

成果登记号: 9612019Y0277

第一完成单位: 西北大学

联 系 人: 杨瑞

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 城市建设与社会发展

应用行业: 水利、环境和公共设施管理业

成果简介:

本成果属地质灾害监测预报与防治领域。随着一带一路经济带的建设和发展,新类型地质灾害的出现给地质灾害识别、风险调控及治理设计施工提出了更高的要求。为此我们创建了黄土地质灾害风险的预判、识别以及预测理论和方法体系;运用机载激光雷达技术以及高精度黄土地质灾害评价方法,提高了铁路建设沿线的灾害识别及评价的精度和效率;在黄土隧道涌水灾害识别和风险分析的基础上,研发了多种适应于不同涌水灾害环境的防治优化技术;对于由于削山填方工程诱发的新类黄土滑坡,提出了新的诱发机理并创立了最优工程治理设计和三维排水柔性生态边坡防护技术。为此,聚焦国家防灾减灾的重大需求,依托10余项国家、铁道部重大科研项目,研究历时近20年,攻克了黄土高原区工程建设中地质灾害的风险识别、隧道涌水以及新类黄土填方滑坡等灾害的重大科学难题,建立了我国黄土灾害防控技术标准体系。取得了一系列原创性成果:

1.提出了风险的基本定义、风险分析基本原理、灾害风险分析基本模式和实验风险学理念等,形成了一个较为完善的灾害风险分析的理论和方法体系,并在滑坡、泥石流、地基沉陷、地震震害估计、砂土震动液化等领域成功应用。

2.首次将机载激光雷达应用于铁路沿线地质灾害识别中,自主开发了从激光点云中自动提取横断面和滑坡、崩塌、泥石流识别的有价值信息,建立了数百个高边坡和滑坡的三维稳定性评价预测模型,完成了大西高铁、蒙华、张唐等10余条铁路高边坡和滑坡的最优化调控设计。

3.在隧道涌水灾害识别和风险分析基础上,研制了隧道充水破碎围岩高压驱水注浆等装置、压力出水快速封堵技术以及隧道超前锚杆钻孔导向装置等,并针对不同污染涌水,配置了一种特殊的防腐剂混入封堵浆液中以加快凝固。构建了隧道围岩加固的最优化设计技术,并在晋中南重载铁路隧道中成功应用。

4.针对黄土地区大规模机场、山城“削山填沟”大型工程的高填方滑坡,提出了“压实黄土强夯振裂、遇水湿陷和失稳滑动”的新机理,创立了最优工程治理设计和三维排水柔性生态边坡防护施工国家级工法,并在吕梁机场和安康机场建设中应用,效果良好。

该项目获得国家发明专利20项,实用新型专利25项,软件著作权6项,国家级工法1项,省部级工法13项,全国测绘工程金奖1项,FIDIC优秀工程奖1项,全国优秀勘察奖2项,鲁班奖2项,国优奖2项。发表论文115篇,其中SCI论文46篇,EI论文52篇。出版专著5部。灾害识别、风险调控技术已在国内外10余条铁路、2处机场及其他大型工程中推广应用,产生了14.46亿元的经济效益,经受住了长期运营的考验。该成果已纳入《重载铁路设计规范TB10625-2017》等4部国家行业和地方规范标准。在中国灾害防御协会风险分析委员会等部门主持的全国专家鉴定会上,认为本项目整体达到国际先进水平,部分达到国际领先水平。中国科学院院士张宗祜、张国伟、崔鹏等以及国际土力学协会副主席Sai.K教授认为该成果具有一系列创新性,获得了国际同行的高度认可。