隨著經濟建設高速發展,全球范圍內淺部資源枯竭,開發深部成為必然;國防、交通、水利等行業地下工程規模和深度高速增長;深部地下空間成為世界發達國家正在開發中的國土資源。深部地應力增大、涌水量加大、地溫升高等地質環境愈加復雜,深部巖土體固-液-氣-溫耦合效應及與地下結構的相互作用導致了深部工程性質的強烈非線性和明顯時效性,突發性災害劇增。深部巖土力學的基礎理論與工程技術正面臨著前所未有的一系列特殊的、富有挑戰性的新領域和新課題。
深部巖土主要研究內容包括(1)深部巖體力學與圍巖控制理論;(2)深部土力學特性及其與地下工程結構相互作用;(3)深厚表土人工凍結理論與工程應用基礎;(4)深部復雜地質環境與工程效應等。
該領域的專家:
錢七虎,中國工程院院士,巖石力學與地下工程,中國人民解放軍總參科技委
黃鼎成,研究員,地質工程與物理勘探,中國科學院
繆協興,教授,深部巖體力學,973項目首席科學家,中國礦業大學
謝和平,中國工程院院士,巖石力學,四川大學
該領域領先的科研院校:中國礦業大學
中國礦業大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室在深部巖土力學與地下工程領域已取得的具有代表性的研究進展與成果。(1)深部圍巖體方面,研究了大量節理、裂隙、軟弱、破碎巖體(動)力學、流-固耦合性質和工程穩定課題。提出深部圍巖“松動圈理論”、“采動巖體滲流理論”、“巖石峰后性質演化”、“圍巖自平衡結構”等重要創新性學術理論和觀點,并應用于深部巖體重大工程實踐。(2)深部土力學與工程方面,研究了深部土K0和強度性質、深部地層與結構相互作用等基礎理論問題。創立和發展的“豎直附加力理論”,科學解釋了我國100多個厚表土井壁破裂機理,據此形成并成功應用“地層注漿加固”、“可縮井壁結構”、“約束內層井壁”等具有自主知識產權的關鍵技術。(3)人工地層凍結方面,面臨700m以上厚表土中地下工程建設的世界級難題,主持參加了所有國內相關科研工作,在深部土體溫度場、凍土力學性質、厚凍結壁、深凍結井壁、凍土凍脹與控制等方面取得了一系列成果,并形成了獨有的研究特色。(4)深部地質環境與效應方面,研究了深部巖土體地質結構和性質探測,深部巖土體突水預測,深部巖土體與水、氣結構、成分相互作用,深部熱害與利用等理論與技術難題,為深部工程建設起到了重要的指導作用。
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