长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室鼎力支撑世界第一蓄--河北丰蓄电站地下厂房科技项目通过年度审查

2019年12月24-26日,长江科学院(以下简称"长科院")水利部岩土力学与工程重点实验室(以下简称"岩土重点实验室")数值计算学科主任黄书岭教授级高级工程师和张雨霆博士,应邀到河北丰宁抽水蓄能电站参加"大型地下洞室群岩体流变特性及长期稳定性研究科技项目"的年度成果汇报和审查会。长江勘测规划设计研究院牟春来教授级高级工程师、武汉大学严鹏教授和中国科学院武汉岩土力学研究所张传庆研究员作为特邀专家参加此次审查会。会议由河北丰宁抽水蓄能有限公司组织召开,丰宁公司陈磊部长主持。

长江科学院水工岩石力学与工程应用研究进展

结合长江科学院岩石力学专业10余年来已有研究成果,综述了长江科学院在水工岩石力学与工程应用研究的新进展,包括基础理论与数值方法、岩石力学试验方法与技术、岩体地应力测量技术与地应力场、岩体地球物理与超前探测技术、岩体及结构锚固与加固技术以及在岩体工程中应用与实践等方面。叙述了在认识岩体、利用岩体和加固岩体过程中,水工岩石力学未来面临的持续挑战。最后指出未来研究的核心问题,包括岩石力学的非线性属性问题、连续-非连续介质力学问题、跨尺度力学特性评价问题、多场耦合问题以及高地震烈度动力条件岩石力学研究等。

长江科学院承担的吉林省引松供水工程内径5.1m的超大型预应力涵现场原位试验圆满成功

2018年11月25日从吉林传来捷报——由长江科学院副总工程师、水利部岩土力学与工程重点实验室主任邬爱清教授级高级工程师负责的吉林省中部城市引松供水工程内径5.1m的超大型预应力涵原位试验项目完成了最后的填土压水工况试验,项目组全体同志克服重重困难,连续奋战17个月,终于取得圆满成功。在高纬度严寒地区成功开展高水头(60.2m)、超大型(内径5.1m)的预应力输水涵的原位试验在国内为首次。

北京大学计算力学专家袁明武教授来长江科学院作学术交流

2016年9月5日,北京大学袁明武教授和孙树立博士一行来长江科学院（以下简称长科院）作学术交流。此行目的在于深入了解长科院强势学科岩土工程和计算力学方面的相关研究成果,以期能够寻求合作契机。长科院副院长林绍忠,水利部岩土力学与工程重点实验室主任邬爱清、总工程师朱杰兵、首席科学家美籍华人石根华先生等接待了袁教授一行。

国际计算力学专家Andrew Chan教授来长江科学院作学术报告

2016年1月20日，澳大利亚塔斯马尼业大学工程与计算机学院院长，国际计算力学专家Andrew Chan（陈衍昌）教授来长江科学院作了题为“动力饱和土和孔隙流体相互作用的数值模拟”的学术报告。

长江科学院土工离心机的应用与发展

土工离心机是研究复杂岩土工程问题的大型专用设备,长江科学院(以下简称长科院)早在20世纪80年代建成了当时国内最大的总容量300 g-t、有效容量180 g-t的土工离心机,为我国离心机研制和离心模型试验技术的发展奠定了重要基础。简要总结了国内外土工离心机的发展历史,介绍了长科院第一代土工离心机的研制过程和意义,回顾了第一代离心机所开展的重要研究工作及所取得的成果;详细叙述了长科院第二代土工离心机的研制过程和性能。在此基础上,对近期完成的几个离心模型试验成果进行介绍,并通过多项试验研究验证了试验系统的可靠性。

长江小南海水利枢纽坝基弱风化岩体工程力学性质研究及可利用探讨

小南海水利枢纽为长江上第三座大Ⅰ型水电工程,坝基为典型的红层软岩,岩体风化层次分明。坝基覆盖层及强弱风化带平均厚约18m,其中弱风化带平均厚约6m,若全部挖除,相当于总开挖深度的1/3,开挖工程量巨大。从坝区大范围岩体波速的分布、工程岩体质量分级、岩体变形特性及强度特性等方面对比研究弱风化岩体与微风化岩体的差别,探讨弱风化岩体作为建基面的可能性。本阶段的试验研究结果说明,弱风化与微风化岩体均为IV级,弱风化岩体的岩石力学参数与微风化岩体差别不大,具备作为建基面的工程力学条件。

长江科学院土工科研60年

简要地回顾了长江科学院土力学与工程专业60年来成长、发展、成熟的历程;介绍了土工研究所从事的主要工程研究项目及为长江治理和开发以及我国土工工程建设所作的贡献;叙述和评价了土工研究所在学术研究上的主要领域和成就,以及在土力学学科发展方面的贡献,最后对长科院土工专业的特点和研究风格作了述评。

长江科学院专家、学者参加第十二届国际非连续变形分析研讨会并分别作相关报告

第十二届国际非连续变形分析研讨会（ICADD-12）于2015年10月17～19日在武汉隆重举行．来自世界7个国家的100多位学者参加了会议。DDA和数值流形法创始人、长江科学院非连续变形分析研究中心首席科学家石根华教授、中心主任林绍忠教授、副主任邬爱清教授、苏海东教授、张奇华教授、徐栋栋博士等参加了本届研讨会。

长江科学院派员参加第五届全国水工抗震防灾学术交流会

2015年11月6～8日，由中国水力发电工程学会抗震委员会主办，三峡大学象办的第五届全国水工抗震防灾学术交流会在湖北宜昌召开，会议主要研究讨论了水工结构抗震学科的薪发展。长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室计算学科卢波教授级高级工程师、张雨霆博士，土工学科杨听光博士及材料与结构研究所工程结构室陈琴主任参加了会议。

基于多数据源分析的隧洞围岩力学参数取值研究

针对缺乏现场岩石力学试验时的隧洞围岩力学参数取值问题,提出了基于多源数据分析的隧洞围岩力学取值方法。首先,提出用室内岩石力学试验成果推演岩体力学参数的使用原则,建立了岩石和岩体力学参数的初步联系;依据规范建议和现场试验统计,提出基于质量分级的岩体力学参数界限,并结合基于经验型准则的岩体力学参数估计值,形成了基于多源数据的围岩力学参数的建议取值范围;采用数值分析方法,对建议取值范围内的力学参数进行敏感性分析,获取了不同围岩力学参数取值方案条件下的塑性区深度和围岩变形的量化规律,并依据工程计算经验缩减了岩体力学参数范围;最后,进一步结合类似工程案例的现场力学试验成果,提出了围岩力学参数的取值方案。工程应用表明,该方法有效解决了缺乏现场岩体力学试验条件下的隧洞围岩力学取值问题,可为具有类似情形的隧洞支护设计和围岩稳定评价提供参考。

锦屏工程地质力学模型坝基岩体新型材料研究

相似材料是地质力学模型试验成功的关健。在参考前人研究成果的基础上,根据相似材料配比遵循的原则,通过大量的试验,研制出了材料重度可调范围大,抗压强度和弹性模量低,性能稳定不受温度和湿度的影响,且无毒害、价格便宜、制作工艺简单,能够较为精确地模拟锦屏工程实际岩体的模型材料,其研制方法正确,试验结果可靠。

南水北调中线工程若干土力学问题研究

介绍了长江科学院为南水北调中线工程所开展的土力学问题研究工作,重点阐述了大型穿黄隧洞土力学问题和膨胀土渠坡稳定问题及处理技术的研究情况和成果。这些成果不仅对南水北调中线工程的顺利建设和可靠运用十分重要,而且对其它类似工程也有重要参考价值。

三峡工程岩石力学研究50年

在搜集和整理三峡工程岩石力学历年科研成果的基础上,综述三峡工程50 a来的岩石力学研究工作和成果,包括三峡工程兴建与中国岩石力学学科诞生的关系、三峡工程岩石力学4个研究阶段与相应研究内容、岩石力学研究为三峡工程所解决的8个主要工程问题以及受三峡工程问题的推动,岩石力学学科在理论和技术上所取得的主要成就。

深部岩石工程力学特性及地应力测试研究综述

伴随中西部高山峡谷区水电及交通等工程的建设,与之相关的地下工程多呈现出超长、大埋深、高地应力、高外水压等特点,由此引发对深部岩石工程的岩石力学特性及地应力测试等科学问题的重视。简要综述了深部岩石试验技术、高应力复杂应力路径下的岩石力学特性、深部岩石的流变特征、深部围岩的质量分级与评价、地应力测试与分析等方面在过去10余年的进展,并对上述科学问题及后续研究重点进行了展望。

边坡岩体风化卸荷特征研究及在姚家坪水利工程中的应用

姚家坪水利枢纽工程两岸边坡稳定性研究内容包括边坡卸荷带划分和卸荷岩体质量评价2部分。通过采用小排列折射波法,有效消除了试验平洞开挖后形成的岩体松动区对边坡卸荷带划分的影响,获得了边坡内部与风化卸荷有直接关联的未扰动层原岩波速;根据平洞地质素描和波速测试资料分析高边坡岩体卸荷带的风化卸荷特征;按照国家工程岩体分级标准,根据平洞波速和室内岩石力学试验求取卸荷区岩体的BQ值及其分布规律,最终达到了充分了解和掌握该工程边坡岩体稳定条件的目的。

钻孔弹模法在三峡工程岩体力学特性中的应用研究

钻孔弹模技术可以快速测得深部岩体的力学参数(变形模量及弹性模量),也可用来检测工程岩体灌浆加固的效果,无疑具有不可替代的优势。阐述了钻孔弹模仪结构、测试方法及其在三峡工程中的应用结果,实践表明了该设备在岩体自身的力学特性测试、岩体开挖卸荷带划分、和岩体灌浆质量检测等方面的有效性。

盾构机始发井深基坑力学和变形特性离心模型试验研究

为探究盾构机始发井深基坑开挖过程中周边土体的应力、变形和土压力分布规律,通过对工程原型进行概化,在典型土层条件下,采用停机-开挖-支护的模拟方式开展了方形基坑和圆形基坑两种方案共2组离心模型试验,从地连墙的弯矩和其后土体的水平位移、基坑外侧土压力分布以及地表沉降等角度,对比分析了两种盾构机始发井深基坑开挖过程的工程特性。结果表明:地面沉降随基坑开挖深度增大逐渐增加,形成沉降槽状;地连墙土压力变化呈非线性,随着基坑开挖不断深入的,离地表较近处的土压力逐渐变大,而深处的土压力则逐渐减小;在第5步开挖时2组模型地下连续墙水平位移均达到最大值,圆形基坑是方形基坑的1.4倍,同时地连墙的弯矩也达到最大值,圆形基坑比方形基坑小320 kN·m。研究成果可为深埋隧道深基坑的优化设计和开挖提供指导。

基于GPR探测的长江源地区冰川与冻土厚度研究

长江源地区的冰川变化揭示了青藏高原气候变化趋势。冰下地形探测作为冰川发育和运动过程研究的基础,对长江地区水土保持和淡水资源储量研究具有指导意义。长江科学院在长达10 a的江源科考基础上,分别于2022年、2023年采用探地雷达(GPR)技术对长江正源沱沱河发源地格拉丹东主峰的冰川厚度进行精准探测,并对查旦湿地冻土厚度上限进行了探测研究。结合多种冰川和冻土地质模型的GPR波场模拟结果,提高了GPR技术在长江源地区冰川和冻土探测的有效性和精准度。探测结果表明,格拉丹东主峰冰川厚度和查旦湿地冻土厚度上限均有不同程度降低,冰川厚度和冻土厚度上限观测是一个常年积累的结果,后续仍需持续进行观测,积累更多数据,分析变化趋势,以估算探测区域内冰储量,研究气候变化对冰川的影响效果。

滇中芹河隧洞软岩破碎段围岩大变形与支护结构相互作用研究

软岩大变形是滇中引水工程建设中较为突出的工程地质问题之一,以大楚段芹河隧洞4#支洞为研究对象开展软岩大变形特征及承载结构受力研究。4#支洞在施工过程中发生影响洞室稳定的问题,洞周围岩大变形不同程度侵限,导致钢拱架扭曲断裂、喷混凝土掉落现象时有发生。为了充分认识隧洞变形特征、破坏模式及成因机制,结合工程地质勘察、现场监控量测、数值反演及施工模拟分析等手段和方法对其进行综合研究。研究成果表明:破碎软岩洞段施工期围岩监测变形量大、变形速率较快,变形具有明显的时效性;围岩完整性差,洞周变形差异大;围岩以剪切破坏为主;围岩时效变形对支护结构受力影响大,部分承载结构受力超限,导致局部结构破坏。可见,针对破碎的软岩隧洞施工,需要采取超前注浆、减少减小施工扰动、及时跟进初期支护、尽快封闭成环,加强施工期围岩变形监测,选取合理的衬砌支护时机,实时指导和优化隧洞支护结构施工设计。