2017年3月10日 星期五

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岩土工程
岩土工程

岩土工程学科团队主要从事地基与路基工程及地下工程的设计、安全评价理论及其安全控制技术、地下工程开挖诱发地表各类构筑物及其周边环境安全的影响规律和评价方法及各类构筑物安全防控技术与设计方法、高边坡稳定性及松散固体堆积物的评价与控制技术、三维变形实时监测技术及其灾变预测预警理论、以及各类各类工程地质及岩溶、洞穴的物探等内容。

 团队先后承担了国家科技支撑计划项目、国家重点建设工程项目、国家自然基金、以及校企合作项目等课题100余项;其成果先后获国家科技进步二等奖2项,省部级科技进步奖13项,其中一等奖5项;获得国家授权各类专利及软件著作权30余项,出版专编著及教材近20部、发表学术论文数百篇,获得2012年北京市教学成果二等奖1项。

主要创新性成果表现在如下几个方面:

1、地下空间、地铁与隧道工程建设及其安全防控技术

    地铁与隧道、地下大空间或巨厚矿体资源开发与设计、以及地下工程开挖诱发地面变形规律及其对各类构筑安全影响属性的评价与安全防控技术的设计;研发出新型变截面锚杆支护与防控成套设计技术及计算理论,大幅提升了岩土工程加固承载能力;创建了深部地下工程、高地应力或岩溶地区地下空间动态开发过程中水的运移规律、灾变机理、探测方法、安全防控技术及其预测预警系统。揭示了新旧地下工程重叠分布多扰动源与构造应力综合作用属性及其冲击地压诱发机制,构建了其监测及其灾变的预测预警系统。

2、各类高边坡、松散废石土堆积体、尾矿坝的设计及其安全防控技术

1)创建了复杂工程荷载作用下排土场与边坡优化设计及数字化评价体系

    以滑移场理论为基础,将抗滑桩、锚索等加固荷载及地震荷载的作用方式,综合叠加到极限平衡理论计算中,在此基础上应用滑移场理论方法创建新的滑面确定方法。通过改变边坡安全系数,可以搜寻出给定安全系数条件下的边坡极限状态;同时创建了对称破坏模式下排土场边坡三维滑移场滑面确定和安全评价方法。

2)开发了滑坡泥石流评价与预测预报技术

    针对不同类型矿山排土场碎石土的构成特性及差异性等特点,基于数字图像处理技术的细观尺度、随机子结构模拟的实验室尺度及裂隙网络模拟的工程尺度三种数字岩土体模型的构造方法,提出并构建了多尺度数字岩土体模型;据此建立了多尺度关联的水岩耦合模型,用于研究水岩耦合条件下应力场和饱和-非饱和渗流场演化过程,建立了边坡失稳多因素综合预测预报系统,提出了等维新息外延模型、大变形有限元分析,非线性预报法等边坡失稳定时预报的新方法。建立了泥石流危险度区划的可拓模型及危险度评价标准物元模型,实现了对排土场区域泥石流危险度进行区划、危险性的判别和预测。

3)开发了排土场安全控制新技术

    根据桩基原理与试验研究,提出了排土场基底和高速公路路基非开挖快速加固新技术,提高了基底和路基的承载力。针对稀湿物料自然安息角3-5º的特点,研发了钢筋石笼与盘式锚杆(或锚定板)复合支护技术与排水方法、以及局部抗暴雨冲刷加筋土与锚定板复合挡墙支护技术,这种复合支护技术既解决了稀湿排弃物的排水问题,又解决了钢筋石笼的抗滑移和抗倾覆能力不足的缺点,达到了排土场安全控制的目的;为同类废弃物料的排放提供了技术支撑,具有推广应用价值;根据泥石流冲击力、土压力类型、力矩平衡及钢筋混凝土结构的受力特点与设计要求等集成技术,提出并设计了复合型格栅坝基础结构形式,提高了格栅坝的抗滑移力。

3、复合开挖扰动作用下边坡及地面的破坏规律及其安全防控技术

 针对矿山中露天与井工矿的联合开采、丘陵地区地下矿山、公路铁路隧道或地铁开挖对山坡体的影响等问题,基于边坡与地下开挖区相对空间位置关系及其作用属性,揭示了复合开挖扰动作用下的叠加作用机制及其三种破坏模式,创建了露井复合采动下边坡稳定性的评价方法及其控控技术;系统研究了开挖区几何尺寸及其位置演变对边坡或山坡稳定状态的影响规律及变形控制技术,为深部资源开发、隧道建设及环境的安全防控提供了科学依据。

4、建立了地下生命线工程(管网)漏气、漏水的安全性检测与可靠性评估系统,构建了其灾变预警技术,并建立了完整的硬件检测实验室。

 

各类边坡危险分级区划、三维形变监测及其预警技术

5、地质灾害的物探及其信息化平台体系的创建

基于物探等和数字化监测技术,构建了GISBIM及其相关数值模拟分析与灾变界定体系,从而为本领域的数字化、智能化分析与评价提供了决策依据。

 

山体、松散废弃物堆积体及高陡边坡风险辨识及其控制技术

6、团队负责人:

孙世国教授、博士生导师、日本神奈川大学特聘教授

先后承担了国家科技支撑计划项目、国家重点建设工程项目、国家自然基金、以及校企合作项目等课题60余项;其成果先后获国家科技进步二等奖2项,省部级科技进步奖13项、北京市教学成果二等奖1项;获国家授权各类专利及软件著作权10余项,出版专编著及教材近7部、发表学术论文150余篇。先后获得北京市突贡专家、首都劳动奖章等荣誉称号,享受国务院政府津贴。