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武汉岩土所岩石地下工程抗震研究取得新进展
2017-05-19    打印 关闭

  我国西部地区的众多重大岩石地下工程作为交通、铁路、水利、水电等重大工程的关键组成部分,是国家战略和生命线工程的重要基础设施。由于西部地区地质环境复杂,板块运动活跃,这些重大岩石地下工程面临着高风险强震灾害威胁,其抗震安全是公路、铁路、水利水电、国防等工程领域迫切需要解决的重大问题。加强其抗震安全研究,保障其全寿命周期安全是国家安全与社会经济发展的重大需求。 

  中国科学院武汉岩土力学研究所崔臻、冷先伦两位青年研究人员在国家973项目《强震区重大岩石地下工程地震灾变机理与抗震设计理论》首席科学家盛谦研究员的指导下,在岩石地下工程抗震研究中取得一系列新进展。 

  研究人员首先考虑到“岩体是一种最典型的非连续、非均质、各向异性和非线性的物理介质”,提出了同时考虑结构面法向与切向非线性特性的MCY结构面本构模型,并采用位移非连续理论与时域递归方法研究了地震波在工程岩体中的传播特性,揭示了地质结构面对地震波透反射特征的应力、频率、幅值的依赖性;并针对“由于对输入机制缺乏足够的认识,目前对于对同一工程中采用不同方法提供的地震动力分析成果难以进行相互比较和校核”的现状,提出了一套完整的考虑高山峡谷地形局部场地效应的地震动输入机制;同时,系统地研究了地震动及地质条件对岩石地下工程地震响应的影响,发现了长大地质结构对洞室地震动力响应的控制作用,揭示了洞室在地震作用下的破坏机理,提出了一套基于性能的地下岩石工程地震稳定性评价体系。 

  研究工作直接为我国西部的白鹤滩水电工程、滇中引水工程等多个重大岩石地下工程的选址、设计、施工提供了科学依据与技术手段,解决了这些重大工程的科学设计与安全运行中关于地震安全的基础性难题,对保障西部地区重大基础设施全寿命周期安全具有重要的科学意义。 

  在国家重点基础研究发展计划(973)项目(2015CB057905),国家重点研发计划(2016YFC0401803),国家自然科学基金资助(51409263, 41672319)的资助下,系列研究结果连续发表于岩石力学与工程领域影响因子最高的Rock Mechanics and RockEngineering期刊。 

  论文1链接 

  论文2链接 

  精确模拟地震循环加卸载条件下结构面的动力学特性 

  非线性结构面透反射特性理论解 

  速度脉冲对地质结构具有巨大破坏力 

  地质结构对地下洞室地震响应的控制作用 

 
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