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黄土灾害机理、防控关键技术及其在铁路重大工程中的应用

获奖分类: 陕西省科学技术进步奖

获奖名称: 黄土灾害机理、防控关键技术及其在铁路重大工程中的应用

获奖年份: 2017

获奖级别: 一等奖

主要完成单位: 西北大学、铁道第三勘察设计院集团有限公司

主要完成人: 王家鼎、谷天峰、谢婉丽、贾鹏飞、弓虎军、付新平、崔素丽、王新刚、马 闫、陈海霞

成果简介:

一、研究内容及创新点

我国黄土地区地形破碎、沟壑纵横、结构疏松并具水敏性和振敏性等,导致铁路建设与运营中灾害频发,特别是在路基沉降要求极高的高铁建设中出现了几类新的、技术难度大的黄土灾害问题。为满足国家重大工程需求,该项目研究获得了一系列重大创新性成果和技术。发展和完善了土体动力学理论,提出了土体在低幅值高循环荷载作用过程中应变累积行为的动力学模型;提出了一种黄土湿陷机理,研制了一套可快速推广复制的黄土湿陷原位浸水试验方法与监测体系,可靠性与适用性强,目前很多勘察单位均采用该方法;采用现场监测新技术,揭示了机车振动作用下斜坡的动力响应规律,提出了机车振动引起黄土边坡的“促裂促渗促滑”失稳机理、水诱发的黄土滑坡的 “饱和黄土蠕滑动液化”机理和地震诱发黄土滑坡的“解体、斜抛、粉尘化”机理,设计出多套切实可行的防治技术,被国内外学者广泛引用,并在国内铁路、公路、机场等上百起黄土滑坡和边坡失稳治理中应用,效果显著;提出一种高速铁路填料水泥窑灰改良路基和加筋构筑法,减小了沉降,消除了由于机车振动引起的黄土路基振陷和湿陷,施工工艺简单、实用、节约成本;首次将古风向风场变化记录从第四纪推进到新近红黏土中,确定了三趾马红土的精确年龄及成因,统一了勘察单位的地层划分标准,制定一套安全、优质、经济的隧道复合式衬砌参数,系统地总结出三趾马红土(N2)地层隧道综合施工技术,为该地层隧道施工提供可靠的依据。

二、知识产权情况:

发表研究论文112篇;出版专著3部;获国家专利10项;成果纳入国家行业标准《铁路工程地质勘查规范TB10012-2007》、《铁路特殊路基设计规范TB10035-2006》、《高速铁路设计规范TB10621-2014》以及山西省工程建设地方标准《湿陷性黄土场地勘察及地基处理规范DBJ04/T312-2015》修订条款。

三、实施应用情况:

研究成果在大西高铁、郑西高铁、山西中南部重载铁路通道及蒙华煤运铁路等项目施工中大面积推广应用,改进了工艺,节约了成本,提高了铁路运营安全性,产生了近11亿元经济效益和显著的社会效益。研究成果已纳入国家行业标准《铁路工程地质勘查规范TB10012-2007》等四部规范,指导执行道路路基、边坡、桥梁、隧道等工程建设的黄土地基处理及灾害防治治理。

创建了抗振陷加筋优化地基处理成套技术.jpg发明了深部湿陷感知系统,提出了岩桥滞后塌陷理论,创建了一套抗湿陷防控技术.jpg论文、专著、知识产权情况.jpg陕西省科技奖答辩材料-王家鼎0919 修改3_页面_19.jpg社会效益和环境效益.jpg

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