峡谷山区特大跨悬索桥锚碇基础及边坡稳定评价与控制关键技术
获奖名称: 峡谷山区特大跨悬索桥锚碇基础及边坡稳定评价与控制关键技术
获奖等级: 三等奖
获奖类别: 四川省科学技术进步奖
授奖单位: 四川省人民政府
完成单位: 四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 西南交通大学
获奖年度: 2023
获奖人员: 文丽娜 程强 郭喜峰 肖世国 刘天翔 雷航
成果简介:我国青藏高原东缘存在一个南北长大于1000km，东西宽200-300km的复杂地形梯度带。该梯度带内深切峡谷密布、强震频发、地质灾害发育，给交通出行带来极大困难，长期制约区域经济发展。建设桥梁工程跨越深切峡谷可显著改善区域交通条件。悬索桥具有跨越能力强、抗震性能好的特点，成为区内跨越大型峡谷的首选桥型。然而在地质灾害频发、地质条件极为复杂的深切峡谷山区建设特大跨悬索桥工程，必须解决“锚体及复杂岩土体原位试验、锚碇稳定分析与变形控制、高陡边坡灾害地质分析与防控”三大关键难点问题。在国家、省厅及重大工程项目支持下，项目瞄准重大工程需求，历时近10年的研究，形成了峡谷山区特大跨悬索桥锚碇基础及边坡稳定评价与控制关键技术，主要创新成果如下： 【创新点一】锚体及复杂岩土体原位试验技术 发明了微机电气液伺服联控原位岩土力学试验装置，实现了±30kPa以内的高精度压力波动控制和试验数据连续自动化采集，支撑了复杂岩土体原位力学试验；研发了具有恒温控制功能的大尺度、大吨位隧道锚原位模型试验系统，实现了缩尺比例1:8-1:12和单缆拉力3万吨以上的原位模拟试验，解决了复杂岩体结构效应和几何边界条件模拟难题。研发试验装置提升了岩土原位试验技术水平和装备能力，为取得科学试验数据、支撑锚碇和边坡稳定分析与控制奠定了基础。 【创新点二】巨厚冰碛土层上重力锚及复杂岩体中隧道锚稳定分析与控制方法 通过系统试验确定了冰碛土的结构特征和力学特性，建立了考虑冰碛土非线性收敛性蠕变特性的重力锚稳定与长期变形分析控制方法，支撑了首座以巨厚冰碛土层为地基的特大跨悬索桥工程建设；提出了经验准则与原位试验相结合的深部岩体力学参数取值方法，建立了以原位模型试验数据为基础的隧道锚稳定分析和变形控制方法，发展了围岩非线性蠕变模型，建立了考虑围岩对锚碇附加拉力作用的隧道锚长期变形分析方法，形成了复杂岩体隧道锚稳定与变形综合评价与控制方法。锚碇稳定分析和控制实现了由稳定系数控制到稳定和变形综合控制，预测变形与监测验证基本一致，为特大跨悬索桥锚碇工程稳定分析与变形控制提供了解决方案。 【创新点三】峡谷山区特大跨桥梁边坡地质灾害风险评估方法和防控技术 提出了峡谷山区特大跨桥梁边坡地质灾害风险评估方法，建立了与桥梁结构多遇及罕遇地震设防等级相适应的边坡工程两水准抗震减灾设计原则，研发了低扰动坡面防护与拦挡疏排相结合的高位边坡地质灾害防控技术。实现了高位边坡灾害防治与桥梁工程相适应，提升了峡谷山区特大跨悬索桥灾害防控能力，解决了特大型桥梁工程高位边坡地质灾害防控难题。 项目成果获国家专利10项(发明3项)，发表学术论文72篇(SCI:16篇，EI:21篇)，出版专著2本，编制标准1部。成果应用于十余座特大跨悬索桥，节约工程投资逾5亿元，取得市场合同额近3000万元，经济社会效益显著。 由彭建兵院士等7名专家组成的评价委员会评价结论为“研究成果总体上达到国际先进水平，其中，在冰碛土原位测试技术方面达到国际领先水平。”
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