岩土锚固机制与服役性状评价关键技术及应用

  • 获奖名称: 岩土锚固机制与服役性状评价关键技术及应用
  • 获奖等级: 一等奖
  • 获奖类别: 中国岩石力学与工程学会科学技术奖（科技进步奖）
  • 授奖单位: 中国岩石力学与工程学会
  • 完成单位: 长江水利委员会长江科学院,广东省建筑科学研究院集团股份有限公司,中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所,中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北交通投资集团有限公司,武汉长盛工程检测技术开发有限公司
  • 获奖年度: 2022
  • 获奖人员: 朱杰兵,李广平,何思明,肖国强，刘鎏,方贻立,邬爱清,徐天平,景锋,周黎明,汪斌,罗荣,李超华,吴永,熊文林
  • 成果简介:本项目属于岩石力学与岩石测试技术领域。 我国岩土锚固工程规模越来越大，锚杆（索）的使用量多年持续增加。锚杆（索）施工 难度大，质量控制难，服役条件恶劣，已经出现了较多因锚固结构失效导致工程失稳破坏案 例。本项目依托多项国家公益性科研项目以及大量工程技术研究课题，历时30年针对锚杆（索） 的内锚固段荷载传递机制，服役锚杆（索）静力试验、评价与设备研发，锚杆（索）服役性 状无损检测及在役锚杆腐蚀损伤机理与寿命评价等关键问题，开展系统研究，形成了全生命 周期的岩土锚固机制及服役性状评价成套技术。项目主要创新点如下： 1.构建了基于损伤理论的修正剪切滞模型，科学认知了锚索内锚固段侧阻力分布模式； 研究了岩体、浆体、筋材之间相对刚度对内锚固段荷载传递特性的影响，建立了内锚固段变 位计算公式，明晰了内锚固段合理长度计算方法。 2.研发了大吨位锚索测力计结构与刚度优化技术，提出了一孔多测点锚杆轴力测试方法； 研发了预应力锚杆（索）持有荷载测试成套技术，实现了服役期无测力元件锚杆（索）锚固 力的精准测试；提出了荷载分散型锚杆（索）的荷载补偿整体张拉方法，形成了荷载分散型 锚杆（索）抗拔试验技术。 3.提出了瞬时相位差强度概念并量化表征，研发了基于希尔伯特变换瞬时信息的弱弹性 反射波智能提取技术，攻克了注浆体厘米级缺陷快速识别难题；研究了长锚索深部弱反射波 信号的采集、识别和提取成套技术，实现了60米级长锚索几何参数和注浆密实度的精细探测； 研发了锚杆（索）锚固质量智能无损检测与定量评估成套技术并产业化设备。 4.开发了预应力锚杆(索)加速腐蚀电化学试验系统，实现了渗流、富氧等环境下含缺陷 锚固结构腐蚀损伤全过程精细物理模拟；建立了腐蚀速率时变模型，揭示了pH值和O2协同作用 下预应力锚杆腐蚀演化机制；建立了在役预应力锚杆(索)健康状况评价指标和寿命预测方法。 项目成果已在长江三峡永久船闸高边坡工程、水布垭水利枢纽防淘墙工程、中国银行总 部大厦深基坑工程、湖北郧十高速公路边仰坡工程等20余项国家重大（点）工程实践中得到 成功应用，保证了工程的安全运行和工程效益的发挥。 研究成果已在本领域主流期刊上发表论文70余篇，其中SCI、EI论文共31篇，出版专著4 部，获发明专利授权7项，获实用新型专利11项，获软件著作权3项。 项目研究过程中，主编了中华人民共和国行业标准4部、地方标准3部，本项目的研究成果 已纳入了标准的相关章节，向全国各行业推广。