成果名称 完成单位 报告编号
  岩溶地质灾害探测与处理关键技术的研究与应用 福建永强岩土股份有限公司 202001003033
成果简介
一、科学技术领域
岩土工程中岩溶地区复杂地质处理技术领域。
二、主要科技内容
项目针对复杂岩溶地质在台风暴雨及多场耦合条件下的致塌机理未系统研究、物理探测信息不全且方法单一、充填材料易流失及充填技术效率低、充填效果监测评价系统缺乏等问题,依托福建省科技重大专项“岩溶塌陷地质灾害监测治理技术及其装备的研发与应用示范”(2016YZ0002-1),从岩溶的致塌机理、地质探测、充填处理材料及关键技术、处理效果监测和评价方面开展系统研究,研制出了多项具有自主知识产权的材料、装备和技术,主要技术内容:
(一)通过大型多场耦合物理模型试验装置结合数值分析、典型岩溶现场试验,建立了岩溶地质灾害安全性评价及力学模型,创新提出了基于台风暴雨及岩溶水-气动力场、覆盖层应力场和位移场的多场耦合岩溶致塌机制,为岩溶塌陷灾害判别、监测预警等提供理论基础及依据。
(二)研制了孔地三维并行电法观测系统和瞬变电磁探测系统及其装备:
1.突破传统高密度电法采用二维跨孔形成二维剖面及孔间距在10m以内的限制,采用地面电极结合多钻孔垂直电极,提出多钻孔和地面同步的三维网络并行电法观测方法,实现多孔地全三维及大间距(大于20m)的快速电法探测。
2.创新集发射、接收与ARM一体化的钻孔瞬变电磁探测装备,采用螺旋回绕串联或并联布设线圈方式,实现了钻孔轨迹全方位的实时测量和多匝线圈的钻孔瞬变电磁测量,达到对钻孔孔内地质分析的能力,确保钻孔地质探测质量与效果。
(三)通过对材料的强度、流动度、密度等相关性研究,及充填试验和效果分析,研制出了绝干密度≥1200kg/m3、水下浇筑抗压强度≥6MPa、水下浇筑强度损失≤20%的岩溶充填水下不分散泡沫混凝土及含可溶性多聚糖类高分子有机絮凝组分,7d和28d的水陆强度比均在80%以上的水下不分散水泥基材料。
(四)创新开发了采用大小组合注浆管的无压或微压-低压-高压分级分压注浆的充填工艺及多模块化设计注浆效果微震监测评价系统,实现注浆过程监控和评价。
三、技术经济指标
(一)创新采用大型岩溶塌陷物理模型试验结合数值仿真,及基于5000m2的岩溶塌陷区现场监测数据上,研究岩溶致塌机理及力学模型,揭示岩溶致塌临界判别准则,对岩溶塌陷地质灾害安全及稳定性评价、灾害判别、监测预警、灾害防治等提供理论基础及依据,可有效减少因岩溶塌陷地质灾害造成的损失。
(二)开发的孔地三维并行电法观测系统和瞬变电磁探测系统及其装备,可进行多孔地全三维及大间距(大于20m)的探测,实现对岩溶地质特征多场、多参数及多尺度的快速探测,为岩溶处理提供准确客观的技术资料,为岩溶场地地基基础选型提供符合客观实际的技术资料,相比采用钻孔探测节省20~30%的工程造价,社会经济效益显著。
(三)研制的水下不分散泡沫混凝土绝干密度≥1200kg/m3、水下浇筑抗压强度≥6MPa、水下浇筑强度损失≤20%,水下不分散水泥基材料的7d及28d水陆强度比均在80%以上的。水下不分散泡沫混凝土充填配比相比纯水泥浆液注浆,节约工程造价约50%以上,相比复合浆液注浆节约10%以上,经济效果显著。
四、知识产权情况
研究成果获授权专利15件,其中授权发明专利10件;标准1部;软件著作3件;出版专著1部;发表学术论文11篇,其中SCI收录1篇,EI收录2篇。
五、应用推广及效益情况
该项新成果已在岩溶地区二十余项目中应用,产值约4.2亿元,新增利润约4400万元,新增税收约2200万元,为建设单位节约造价约3.2亿元。
培养博士2人、硕士7人;晋升中高级职称5人,引进国外高层次人才1人,团队获得国家“万人计划”1人、国务院特殊津贴1人、福建省“双百计划”人才1人。
合作完成单位
1.福州大学  2.安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司  3.中国矿业大学  4.福建省天钧建设发展有限公司  5.三明客家源建设工程有限公司  6.福建省建筑科学研究院有限责任公司  7.成都理工博大工程科技有限公司  8.合肥工业大学  
成果完成人
1.许万强  2.简文彬  3.刘盛东  4.周官群  5.孔秋平  6.郭朝旭  7.王向鹏  8.陈松和  9.张 强  10.罗承浩  
成果评价情况
  评价单位: 中国民营科技促进会 报告编号: 202001003033 评价日期: 2020-12-17
  组织单位: 中国民营科技促进会科技成果转化办公室 项目负责: 雷智旺 成果管理: 13681439210
评价意见
一、提供评价的资料齐全,符合评价要求
二、项目组依托福建省科技重大专项“岩溶塌陷地质灾害监测治理技术及其装备的研发与应用示范(2016YZ0002-1)”,并结合具体工程,采用了室内试验、现场试验、理论分析、数值模拟等手段,开展一系列研究,主要创新成果如下:
1.研发了大型多场耦合岩溶致塌物理模型装置,揭示了基于台风、暴雨等气候条件下岩溶的多场耦合致塌机理,提出了水位波动和上部荷载作用下的致塌临界条件判別准则。
2.研制了孔地三维并行电法观测系统和瞬变电磁探测系统及其装备,实现了岩溶地质多场、多参数、多尺度的综合物探,为岩溶探测提供了新的技术手段。
3.研制出用于岩溶处理的水下不分散泡沫混凝土及水泥基材料,发明了大小组合注浆管分级分压充填技术,建立了注浆效果微震监测评价系统,提高了治理效果。
三、项目获得国家授权专利15件,其中发明专利10件;软著3件;团体标准1部;专著1部;发表学术论文11篇,其中SCI收录1篇、EI收录2篇。研究成果已在福建省春驰集团新丰水泥厂岩溶塌陷治理工程、广东省梅州平远城南新区溶洞地基处理工程等二十余项工程中得到应用,经济社会环境效益显著,应用前景良好。
评价委员会一致认为,项目成果达到国际领先水平。
评价专家
姓名 工作单位 职称 从事专业
龚晓南 浙江大学 院士地基处理及复合地基
戴一鸣 福建省建筑设计研究院 正高岩土工程
王笃礼 中航勘察设计研究院 正高岩土工程
孔令伟 中国科学院武汉岩土力学研究所 正高土的力学特性与灾害防治
叶为民 同济大学 正高地质工程
Copyright 2001-2020 All Rights Reserved© 国科网 版权所有
国家科技成果信息服务平台 主管单位:科学技术部火炬高技术产业开发中心
京ICP备09035943号-33 京公网安备110401400097
在线客服系统