一、项目名称

复杂地质环境节理岩体变形破坏模拟装备与锚注协同控灾关键技术

二、提名者

山东省教育厅

三、提名意见

复杂地质环境节理岩体剪切灾变机理与安全防控是世界级难题。研发团队直面困难、敢于担当、砥砺前行，历经10余年产学研用联合攻关，取得了拥有完全知识产权的原创技术。形成了“节理网络动参注浆-抗剪锚杆-混凝土核心筒”节理围岩锚注协同让抗一体复合支护体系。

项目授权国内外发明专利15项，软件著作权2项，出版学术专著5部，发表论文SCI收录42篇、EI收录87篇；基于项目核心技术形成国际行业标准1部，中国岩石力学与工程学会团体标准3项。研究成果在多个国家重大重点工程建设中得到应用，取得了显著的经济和社会效益。本项研究成果为复杂地质环境下节理岩体灾害防控提供了理论依据和科学指导，推动了我国岩石力学领域试验方法与稳定控制关键技术的原始创新，促进了行业科技进步，具有广阔应用前景。

我单位认真审核了该项目推荐书及其附件材料，确认真实有效，相关栏目符合填写要求。

提名该项目为2022年度山东省技术发明奖二等奖。

四、提名等级

山东省技术发明奖二等奖

五、项目简介

该项目属于土木工程与能源领域。进入21世纪，伴随“一带一路”、“交通强国”和“向地球深部进军”国家战略的实施，我国隧道与地下工程建设进入了空前繁荣期，数万公里交通隧道、世界级大型地下硐室正在或即将修建在地形和地质条件复杂的节理岩体工程区域。根本原因在于复杂地质环境节理岩体灾变演化机理认识不清，存在现有试验装备模拟失真、传统理论方法分析困难、常规数值仿真模拟受限等技术瓶颈。复杂地质环境节理岩体灾变机理与安全防控已成为突出性世界级难题。

该项目历经十余年持续科技研发和工程实践，主要创新成果如下：

（1）发明了可视化岩石节理应力渗流耦合试验装备；发展了宏细观连续-非连续耦合模拟分析方法，建立了岩石节理剪切渗流耦合非线性力学模型和强度准则；阐明了锚固节理变形破坏规律，建立了水力耦合作用下锚固节理多尺度断裂损伤模型，为复杂地质环境下岩石节理剪切破坏与渗透失稳物理模拟提供了基础装备与理论指导。

（2）开发了节理岩体结构信息智能解译与围岩分级云端交互系统，构建了地下工程区地质多参量属性数据库与三维可视化地质模型；研发了剪切-渗流-锚注数值计算平台，形成了复杂地质环境下节理岩体锚注控灾试验关键技术；阐明了锚杆支护作用机理与节理水害注浆控制方法，形成了复杂地质环境下节理岩体锚注控灾协同设计准则，为地下工程灾变模拟与锚固优化设计提供了技术与方法支撑。

（3）开发了考虑浆-水-岩耦合的节理网络注浆预测平台，提出了注浆终压分区、注浆速率梯级调整、材料配比动态转换的过程式注浆控制工艺；发明了有效抑制节理岩体剪切破坏的系列新型锚杆，通过锚杆结构设计优化与变形梯度转移实现了关键结构面的有效锁固；研发了钢格栅混凝土核心筒新型支护结构，创建了“节理网络动参注浆-抗剪锚杆-钢格栅核心筒”锚注协同让抗一体复合支护体系。

项目获发明专利15项，软件著作权2项，出版学术专著5部，发表论文SCI收录42篇、EI收录87篇。本项技术发明已在多个国家重大工程建设中得到应用，取得了显著的经济和社会效益。发明推动了我国岩石力学领域试验方法与稳定控制关键技术的原始创新，促进了行业科技进步。

六、主要知识产权和标准规范等目录

七、主要完成人情况

注：“主要完成人情况”摘自“主要完成人情况表”中的部分内容，公示姓名、排名、行政职务、技术职称、工作单位、完成单位、对本项目贡献。

八、主要完成单位情况

1.山东科技大学

2.山东大学

3.石家庄铁道大学

4.中交一航局城市交通工程有限公司

5.山东省路桥集团有限公司