科技成果所屬領(lǐng)域（或研究方向）: 公路工程建筑

科技成果名稱: 南方地區(qū)軟巖邊坡災(zāi)變防控關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

成果簡(jiǎn)介：

軟巖水理性強(qiáng)、易崩解、強(qiáng)度低、變形大，組分復(fù)雜且環(huán)境敏感性強(qiáng)，在我國(guó)南方地區(qū)廣泛分布。高速公路、鐵路穿越切割軟巖地質(zhì)體極易形成大量高陡軟巖邊坡。軟巖邊坡坡面巖體前期較穩(wěn)定極易被忽視，但在濕熱環(huán)境影響下呈現(xiàn)出量大面廣、屢治屢滑、由表及里的漸進(jìn)失穩(wěn)災(zāi)變特點(diǎn)，導(dǎo)致南方地區(qū)軟巖邊坡災(zāi)變控制難度和復(fù)雜性前所未有。據(jù)《全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃》統(tǒng)計(jì)，近十年降雨引起的軟巖邊坡災(zāi)害達(dá)12000余次，造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)175億元?，F(xiàn)行規(guī)范中邊坡穩(wěn)定性分析方法未考慮暫態(tài)飽和區(qū)的不利影響，難以準(zhǔn)確分析軟巖邊坡穩(wěn)定性，崩解性軟巖邊坡尚缺乏經(jīng)濟(jì)有效的防控技術(shù)。項(xiàng)目組從理論分析、軟巖分類、參數(shù)獲取、材料研發(fā)、精確處治等多方面開展了軟巖材料特性及邊坡防控技術(shù)方面的系統(tǒng)研究和工程實(shí)踐，創(chuàng)新了南方地區(qū)軟巖邊坡災(zāi)變防控技術(shù)體系，應(yīng)用于多項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)高速公路工程，主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下：

（1）創(chuàng)建了暫態(tài)飽和軟巖邊坡穩(wěn)定性分析理論。針對(duì)降雨條件下軟巖邊坡暫態(tài)水壓力與穩(wěn)定性難以準(zhǔn)確計(jì)算的理論難題，提出了軟巖土水特征新模型，建立了暫態(tài)水壓力解析計(jì)算方法，得到了降雨條件下邊坡暫態(tài)飽和區(qū)形成機(jī)制與演化規(guī)律；建立了可同時(shí)考慮暫態(tài)水壓力、軟巖損傷與飽和-非飽和效應(yīng)等因素影響的邊坡穩(wěn)定性分析方法，開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算程序，實(shí)現(xiàn)了南方地區(qū)軟巖邊坡穩(wěn)定性系數(shù)與淺層潛在滑動(dòng)帶的精準(zhǔn)計(jì)算，揭示了降雨條件下軟巖邊坡失穩(wěn)機(jī)理，開辟了軟巖邊坡防控設(shè)計(jì)理論體系。

（2）提出了崩解性軟巖分類方法與強(qiáng)度參數(shù)獲取新技術(shù)。針對(duì)濕熱環(huán)境下崩解性軟巖無法通過直接測(cè)試其強(qiáng)度進(jìn)行分類的技術(shù)難題，開發(fā)了軟巖裂隙擴(kuò)展的定量分析技術(shù)，揭示了濕熱環(huán)境作用下軟巖裂隙演化規(guī)律與開裂機(jī)理，建立了基于崩解指標(biāo)的軟巖分類新方法；分析了裂隙軟巖滲流特性與力學(xué)性能的變化規(guī)律，提出了基于CT損傷與飽和-非飽和效應(yīng)的軟巖強(qiáng)度參數(shù)獲取新技術(shù)，為研究濕熱環(huán)境下軟巖邊坡失穩(wěn)機(jī)理與災(zāi)變控制技術(shù)提供了技術(shù)支撐。

（3）創(chuàng)新了南方地區(qū)軟巖邊坡逐層遞進(jìn)式穩(wěn)定控制技術(shù)。針對(duì)濕熱環(huán)境下軟巖邊坡臨空面極易出現(xiàn)快速開裂、軟化崩解等工程問題，研發(fā)了多種軟巖邊坡生態(tài)防護(hù)固化材料，發(fā)明了主動(dòng)吸水式排水管，優(yōu)化了軟巖邊坡內(nèi)部排水系統(tǒng)；提出了表層阻隔、中層封堵、底層加固與深淺層排水系統(tǒng)、自修復(fù)短錨桿相結(jié)合的“3+2”逐層遞進(jìn)式綜合處治結(jié)構(gòu)與成套施工技術(shù)，有效解決了軟巖邊坡漸進(jìn)失穩(wěn)、屢治屢滑的工程難題，保障了南方地區(qū)軟巖邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定。

整體技術(shù)在湖南益婁、廣東廣佛肇、廣西河百等7條高速公路中得到了全面應(yīng)用，在浙江、四川、福建等省區(qū)的多條高速公路中得到了推廣。近三年部分應(yīng)用單位共完成新技術(shù)銷售額1.85億元，新增銷售額9843.93萬元。成果獲發(fā)明專利16項(xiàng)，軟件著作權(quán)2項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文78篇（SCI、EI檢索41篇），出版學(xué)術(shù)專著3部；培養(yǎng)博士10名，碩士54名。崩解性軟巖分類成果已納入相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，顯著推動(dòng)了行業(yè)進(jìn)步，促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

成果展示：

技術(shù)指標(biāo)：

技術(shù)成熟度：

產(chǎn)業(yè)化階段

知識(shí)產(chǎn)權(quán)：

轉(zhuǎn)化方式：

合作開發(fā)

市場(chǎng)分析：

研究成果先后在6省區(qū)12條高速公路建設(shè)中得到應(yīng)用推廣，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益9355萬元，減少削坡占地1524畝，提高了坡面綠化率，減少了水土流失，保護(hù)了環(huán)境，縮短了工期，保證了建設(shè)運(yùn)營(yíng)安全。研究成果有力支撐了重點(diǎn)工程建設(shè)，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益顯著。

研究成果可推廣到我國(guó)雨水資源豐富的南方地區(qū)即將實(shí)施的近2萬公里高速公路建設(shè)中，以及“一帶一路”沿線氣候相似國(guó)家和地區(qū)，應(yīng)用前景廣闊。所提出的理論、技術(shù)成果，將助力我國(guó)“交通強(qiáng)國(guó)”建設(shè)，并為“一帶一路” 和“走出去”兩大戰(zhàn)略的技術(shù)輸出提供支撐。對(duì)于促進(jìn)工程建設(shè)與環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，保障交通暢通與人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，意義重大，影響深遠(yuǎn)！

團(tuán)隊(duì)情況：