-获奖成果详情中国人民解放军总参谋部科学技术进步奖 -

获奖名称: 深部围岩卸荷诱发岩爆灾变机制与预测技术研究

获奖等级: 二等奖

获奖类别: 中国人民解放军总参谋部科学技术进步奖

授奖单位: 中国人民解放军总参谋部

完成单位: 解放军理工大学、

获奖年度: 2015

获奖人员: 范鹏贤、陈灿寿、黄书岭、马林建、葛涛、刘美山、白燕、尹峰、尹健民

成果简介:近年来，随着精确制导武器和坚实型小型钻地核武器的出现，对现有的地下国防工程造成了极大的威胁。为应对现代化精确制导钻地武器的威胁，战略防护工程不断走向深部，以利用工程结构上部数百米的岩石层来抵御钻地核武器的攻击。但随着岩石工程向深地下的转移，岩体结构的非均匀性、非连续性的特点更加突出，工程设计与施工碰到了一系列新的难题。尤其是钻爆法施工的深地下防护工程，受到前所未有的岩爆灾害的侵袭，严重制约了防护工程深地下化的进程。本项目对高地应力条件下深部工程中钻爆开挖卸荷诱发岩爆的孕育机制和工程防治方法进行了系统的研究。主要工作有：⑴分析了深部岩体的初始应力状态和变形破坏过程的能量分配关系，建立了基于应力集中和应力起伏假设的粘性松弛模型，并试验研究了径向瞬时强卸载引起动力破碎型岩爆；⑵分析了爆破开挖地应力动态卸载过程及其影响，建立了考虑动态损伤和扩容演化的深部岩体变形破坏动态本构模型，并利用其模拟了岩爆高危区域发展变化过程；⑶提出了爆破应力快速释放的岩爆防治方法，有效减轻岩爆部位围岩的应力集中程度和岩爆风险，构建了岩爆风险评估和和动态调控方法，给出了不同岩爆强度区域的开挖支护对策。项目采用理论建模、室内试验、数值分析等方法研究了高地应力条件下围岩卸荷诱发的动力破坏现象，构建了系统的深部围岩卸荷诱发岩爆灾变机制的理论体系，提出了有效的岩爆工程防治技术和预测调控方法，大大提高了深部工程施工的安全性。相关成果发表论文36篇（其中SCI检索5篇，EI检索21篇），获得省部级优秀博士论文3篇次。项目成果在二炮4802工程和南京军区606工程中以及锦屏二级水电站引水隧洞工程得到了实际应用，有效降低了岩爆危害，保障了工程的顺利实施。应用单位相关工程设计、施工和安全管理人员一致认为，该项目的研究成果对于提高深部工程岩爆灾害的防控水平具有非常重要的应用价值，具有显著的军事效益和社会效益。