原生景观平衡石爆破稳定性评估及保护关键技术
获奖名称: 原生景观平衡石爆破稳定性评估及保护关键技术
获奖等级: 三等奖
获奖类别: 中国爆破行业协会科学技术进步奖
授奖单位: 中国爆破行业协会
完成单位: 、浙江缙云抽水蓄能有限公司、湖北皓昇爆破工程有限公司
获奖年度: 2023
获奖人员: 胡 伟、朱 莅、刘美山、徐栋栋、王秀杰、卢 波、朱瑜劼、项荣华
成果简介:本项目属于属于水利工程中的爆破技术领域，原生的天然平衡石是优质的自然景观资源，在历经千百万年风化作用后，大多处于极限平衡状态，对外部动扰动极为敏感。项目以浙江缙云抽水蓄能电站工程区的原生景观平衡石保护为背景，针对目前国内外缺乏景观平衡石在工程爆破荷载作用下的动力稳定性及保护措施研究这一现状。本项目以岩石静力、动力稳定性理论为基础，发展基于三维摄影成像的天-地一体三维扫描技术，获得精细的平衡石数字孪生模型，改进DDA方法中的动力边界条件，研究了平衡石动力稳定性及爆破控制关键技术，取得以下创新成果：（1）采用摄影测量技术，实现了景观平衡石天-地一体高精度编录成套技术，基于景观平衡石数字孪生模型建立了基于平衡石几何特征的静力稳定性分析方法，对平衡石稳定性的评价从定性提高到了定量层面；（2）探明了爆破荷载作用下平衡石失稳模式与振动响应机制，基于连续-非连续数值模拟方法，实现了平衡石运动轨迹仿真模拟及失稳全过程模拟，建立了反映平衡石动力特性稳定性评价方法；（3）综合考虑平衡石三维几何特性、动力响应特征，提出了景观平衡石爆破振动控制指标及保护措施，并研发了景观平衡石保护装置。本项目成果在缙云抽水蓄能电站施工过程中平衡石的保护中得到应用和验证，并取得了良好的效果，实现了景观平衡石三维精细编录的方法，获得了精确的景观平衡石数字孪生模型，基于精确模型使得静力、动力稳定性分析精度大大提高；实现了连续-非连续平衡石动力分析方法，综合了连续与非连续动力分析的优点，真实模拟平衡石的运动轨迹；首次提出景观平衡石的爆破振动安全允许指标与稳定性防治措施；基于项目研究提出的爆破控制指标和平衡石保护措施，保障了景观平衡石在上库环湖公路近距离爆破施工过程中的稳定性。依托项目成果，发表学术论文6篇，获批软件著作权4项。通过项目成果的投产应用，预期未来三年时间内在上库引水洞、坝基和坝肩开挖过程中，可以按照景观平衡石的爆破振动安全允许指标进行爆破设计和施工组织，在保证库区生态安全的前提下，缩短上库主要爆破施工部位的工期，避免出现平衡石动力失稳引发的生态安全事故，采用项目研发的平衡石加固装置及方法，可以降低爆破施工的防护成本。
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