《基于数字图像相关分析的岩土工程模型试验关键技术》

点击下载 ⇩

该项目属于岩土工程领域,为社会公益类。岩土体结构、本构的复杂性对岩土工程模型试验技术提出了更高要求。针对此问题,该项目在相关试验设备基础上,采用新型非接触测试技术,通过对多种岩土工程模型试验装置及软件的自主研发,建立了成套岩土工程模型测试关键技术体系,取得了以下创新成果。

创新点1:深化了数字图像相关分析理论,研发了多种岩土工程物理模型试验装备,建立了成套测试关键技术体系。

基于数字图像相关分析理论,在已有图像相关分析测试设备的基础之上,通过对模型试验装置及软件的自主研发,建立了成套测试关键技术体系,拓展了数字图像相关分析理论的应用领域。

创新点2:提出了岩质边坡加卸载地震动力响应分析理论和致灾预测模型。

针对岩质边坡在地震作用下的动力响应和失稳预测的关键问题,提出了边坡加卸载地震动力响应分析理论,构建了高强度地质体(HSGB)耦合体系岩石破裂致灾预测模型,为泥石流、高边坡失稳滑动等地质灾害防治提供了技术手段和方法。

创新点3:提出了复杂地质条件下岩体裂隙演化、渗流、岩爆的分析理论和预测方法。

针对复杂地质条件下岩体裂隙演化、渗流、岩爆等工程问题,融合块体理论、图形学和图像分析技术,提出了复杂水文地质条件下地下水三维渗流场精细化模拟方法,构建了地下采动裂隙岩体裂隙结构演化和岩爆能量转化机制预测模型,建立了复杂临空面上的非凸关键块体识别理论。

创新点4:提出了非饱和土、锚板承载力及其挡土墙土压力等工程问题的分析理论和预测模型。

针对岩土工程中的锚板、挡土墙及非饱和土等工程问题,研发了相关模型试验系统,揭示了非饱和土的水力-力学特性和锚板抗拔承载机理,构建了宽广吸力范围内膨胀土抗剪强度的预测模型及锚板承载力计算模型。

创新点5:构建了复杂三维地质模型的采空区、滑坡变形监测与智能分析预警系统。

针对复杂地质条件下的采空区和滑坡的变形问题,基于图像相关分析技术,融合多源GIS数据,构建了区域三维地质模型,研发了复杂三维工程地质模型及变形监测与智能分析预警系统,实现了地质模型-数值计算模型的一体化。

项目研究成果已在“南水北调中线总干渠穿越禹州采空区工程”、“前坪水库高边坡工程”和“田湾核电站机组制氯站地基加固工程”等全国多个水利水电工程及核电站工程中成功运用。近三年节约资金及新增利润超5520万元,为相关工程的建设提供了关键技术支撑,取得了显著的经济、社会和环境效益。

科技查新报告表明:检索范围内的国内外文献涉及该查新项目的部分研究内容,但除该委托查新项目组发表文献外,未见其它与该查新项目以上技术特点相符的文献报道。

第三方科技成果评价报告表明:“该项成果总体达到国际先进水平,其中在岩质边坡加卸载地震动力响应分析理论和致灾预测模型方面达到国际领先水平”。

项目成果获发明专利6项、实用新型1项、软件著作权3项;出版专著4部,SCI收录论文16篇、EI收录论文13篇,另有中文核心4篇,推动了该领域的学科发展和科技进步。

成果说明

该项目整体技术经过超三年以上较大规模的实施应用,典型应用情况如下: 1)项目成果推广应用于洞林湖•新田城二期东区挡土墙工程、信阳市羊山森林公园东侧挡土墙加固工程、国道343改建工程K177+260-K177+370段右侧滑坡治理工程和田湾核电站3、4号机组制氯站地基加固处理工程等工程中,确保了工程安全施工,节约了大量工程成本,取得了良好的经济效益和社会效益。 2)项目关键技术推广应用于石家庄地铁2号线04标段东岗头站围护结构挡墙工程、翼兴广场基坑支护工程等多个工程中,取得了显著的经济效益和社会效益。

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。