歷經(jīng)十余年科技創(chuàng )新與實(shí)踐,發(fā)明了地質(zhì)災害流固耦合模擬方法與試驗系統,形成了多項原創(chuàng )性成果:(1)發(fā)明了地下工程圍巖-地下水-儲水構造譜系化流固耦合相似材料。針對傳統材料遇水崩解和難以精確模擬圍巖漸進(jìn)性破壞難題,研發(fā)了可還原工程賦存環(huán)境的譜系化相似材料,有效反應賦存充水溶洞、富水斷層等地層圍巖的流固耦合效應與漸進(jìn)性滲流破壞,實(shí)現了量化耦合模擬。(2)發(fā)明了鉆爆法與掘進(jìn)機法地下工程施工全過(guò)程地質(zhì)災害流固耦合模擬試驗技術(shù)。研發(fā)了全自動(dòng)真三軸與可視化組合式模擬試驗系統與縮尺微型掘進(jìn)機模擬試驗系統,發(fā)明了傾斜地層填筑、內封閉隔水、刀盤(pán)驅動(dòng)破巖、自動(dòng)掘進(jìn)定向控制、災害源3D打印以及支護等模擬系列工藝,發(fā)展了激光掃描-數字攝影融合的新測試方法,實(shí)現了隧道及地下工程突涌水災害模擬與機理揭示。(3)針對地下工程突涌水災害的兩種典型破壞模式,建立了巖體破壞突涌水過(guò)程模擬的近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)方法與滲透破壞突涌水模擬的離散元-計算流體動(dòng)力學(xué)耦合分析方法,創(chuàng )新了工程尺度流固耦合數值模擬方法,解決了巖土工程地質(zhì)災害流固耦合模擬技術(shù)難題,為重大地質(zhì)災害有效主動(dòng)防控研究提供了科學(xué)方法與技術(shù)支撐,有力促進(jìn)了行業(yè)科技進(jìn)步。
獲獎情況:
獲得2019年中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì )技術(shù)發(fā)明一等獎。
應用情況:
項目成果在我國交通、水電以及礦山等領(lǐng)域得到廣泛應用,成功應用于湖北三峽翻壩高速公路、四川成蘭鐵路、青島膠州灣海底隧道、濟南地鐵等一批國家重難點(diǎn)工程的滲流災害控制,產(chǎn)生顯著(zhù)的經(jīng)濟與社會(huì )效益。