《複雜結構裂隙岩體穩定性評價理論及關鍵技術》是由吉林大學、珠江水利委員會珠江水利科學研究院、中水東北勘測設計研究有限責任公司擔任第一完成單位，陳劍平、張文、王清、李曉春、徐佩華、宋盛淵、盧波、石丙飛、闕金聲、范建華擔任主要完成人的一項科技項目。
基本介紹
- 中文名：複雜結構裂隙岩體穩定性評價理論及關鍵技術
- 主要完成單位 ：吉林大學、珠江水利委員會珠江水利科學研究院、中水東北勘測設計研究有限責任公司
- 主要完成人：陳劍平、張文、王清、李曉春、徐佩華、宋盛淵、盧波、石丙飛、闕金聲、范建華
- 獲獎證書編號：KJ2017-2-23
- 獲獎序號：20170036
- 獎種：國土資源科學技術獎
- 等級：二等
項目簡介
本項目結合國家自然基金、高等學校博士學科點專項科研基金和相關的與企業橫向課題，先後研製具有自主智慧財產權的裂隙岩體結構穩定性分析方法。從1998年開始，本項目將研發的成果套用於國內實際工程中，不僅為工程安全提供了保障，也為國家和社會節省了大量的工程開支。該成果不僅被國內長江委、珠江委等單位在工程實際中所採用，也被美國亞利桑那大學、印度尼西亞海淀邊坡評估所採用。
一、主要創新成果
1、三維裂隙網路數值模擬
隨機不連續面在三維空間展布與組合特徵是評價裂隙岩體結構效應的關鍵。本項研究每一步驟下裂隙參數的模擬，使得到的三維結構模型與真實岩體內部裂隙的統計參數最大程度地一致。
2、裂隙岩體結構參數不確定性關鍵技術體系
本項目以岩體結構為出發點，綜合考慮不連續面的各項幾何參數，結合機率統計理論，建立岩體空間與尺寸效應的計算模擬，研究合理的巨觀參數計算方法，為裂隙化岩體的結構變形特徵提供科學依據。
3、裂隙岩體結構穩定性評價
基於“岩體結構控制論”觀點，充分考慮裂隙岩質斜坡內的不連續面展布與貫通規律來評價裂隙岩體局部塊體穩定性；提出了與岩體穩定性相關的岩體三維連通率估算方法，為裂隙岩體整體穩定性評價提供科學依據。
二、科學價值與經濟效益
本項目實現了對複雜結構裂隙岩質斜坡進行穩定性分析的目的。科學價值如下：
1、在國內首次系統性地整理與研究了三維裂隙網路模擬理論
將裂隙岩體的二維研究擴展到了三維研究，極大的推動了裂隙岩體研究的發展，使岩質斜坡等地質災害的分析更為合理。
2、首次系統地提出裂隙岩體參數的不確定性特徵即尺寸效應與空間效應
確定了裂隙岩體物理力學參數的收斂空間與尺寸，以便合理獲取巨觀岩體的物理力學參數以進行裂隙岩質斜坡的結構穩定性分析。
3、在國內首次充分考慮了複雜的不連續面系統對裂隙岩體結構穩定性進行評估。
提出了裂隙岩體不穩定塊體的自動搜尋方法，藉此可完成裂隙岩體失穩模式、最危險滑動面及安全係數的一整套技術方法。
目前，該研究成果中的結構面三維連通率估算技術已被我國溪洛渡水電站工程（總投資792.34億元）、白鶴灘水電站工程（總投資1084億元）壩肩抗力體穩定性評價採用；此外怒江松塔水電站（總投資426億元）、怒江馬吉水電站（總投資184億元）壩肩抗力體三維連通率正在估算中；基於網路的安全坡角估算法在靖宇核電站高邊坡和印度尼西亞馬雅水泥廠邊坡等多項工程邊坡中得以套用。同時，該成果在四川災後重建邊坡穩定性評估中起到關鍵作用。該成果不僅為我國節約工程投資達2600餘萬元，而且創造了良好的社會效益。10篇代表性論著被引總頻次達686次，其中最高單篇被引用150次，使我國在裂隙岩體研究領域的評價技術水平達到當前國際先進水平，部分技術達到國際領先水平。另外，本研究成果已公開出版專著3部，發表相關學術論文200餘篇，授權專利10餘項。
