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课题组

《岩土力学与地质灾害防治工程》课题组

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1 基本情况

西南交通大学地质工程学科《岩土力学与地质灾害防治工程》课题组,以肖世国教授为组长,以日本留学归国的杨虎锋博士、何毅副教授、闫清卫副教授、博士研究生陈廷君、闫玉平、李昭颖等为核心成员,以岩土力学作为核心研究理论,以滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害防治工程与道路边坡、建筑边坡、水利边坡等工程边坡加固为具体研究对象,开展基础理论与工程应用研究。本着“纵横兼顾、学以致用”的原则,进行根植于实际的理论学术研究。

本课题组已主持承担国家自然科学基金项目5项、国家“重大自然灾害监测预警与防范”重点专项的课题1项、省部级科研项目10余项、重要企业科技项目20余项,有在读博士研究生6名、硕士研究生25名,研究生中有5人次获得国家奖学金,2人获得西南交通大学优秀研究生学位论文奖。本课题组具有严谨治学、积极向上、团结互助、共同进步的学术氛围。

诚挚欢迎对岩土工程、地质工程感兴趣的青年学子加入本课题组继续深造,以学术能力与水平、道德修养为考核唯一标准,男生、女生一视同仁,不同毕业学校均同等对待。

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2 研究方向

(1)岩土体稳定性分析理论

(2)岩土支挡结构计算理论

(3)山区地质灾害机理与防治技术

(4)土力学与路基工程

(5)边坡工程、基础工程与管线工程

(6)特殊土工程性质与地基处理技术

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3 骨干成员

组长:肖世国 教授(博导)

组员:杨虎锋 博士(硕导)、何毅副教授、闫清卫副教授、博士研究生陈廷君、闫玉平、李昭颖。

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4 代表性研究成果

(1)建立了边坡稳定系数新的具有统一性的定义

基于变形能概念,建立边坡稳定系数的定义,该定义避免了用沿滑面极限抗滑力合力除以下滑力合力的概念缺陷,涵盖了极限平衡法、数值模拟强度折减法等经典稳定系数定义,具有统一性。

以滑带(面)整体破坏为坡体滑动判断依据,突破传统以点破坏作为坡体沿滑面滑动破坏的判断依据,更具有合理性。

无需模拟分析坡体极限状态,在确定出实际坡体应力场后,可直接搜索计算边坡稳定系数及潜在最危险滑面,计算方法不受滑面形状限制。

所建立的定义可用于极限平衡法和数值模拟法中,本法比SSRM(FLAC3D)计算的稳定系数略小,与其他经典方法的误差一般在5%之内。

本方法的计算效率远远高于数值模拟强度折减法,具有良好的适用性。

成果发表在Canadian Geotechnical Journal、Journal of Mountain Science、Indian Geotechncial Journal等重要期刊上。

(2)提出了沉埋式抗滑桩的解析计算方法

提出一种采用极限平衡理论近似解析桩顶埋深的方法,利用土体被动极限抗力分析方法和计算滑坡推力的传递系数法进行计算,推导出了相关的计算公式。

本方法可把桩顶埋深的确定和加固坡体的设计安全系数紧密联系起来的特点。

本分析方法还可适用于岸坡拓宽工程,分析拓宽后的岸坡稳定性。

成果发表在重要期刊Bulletin of Engineering Geology and the Environment上。

(3)提出了新型岩土支挡结构设计计算理论

【1】轻型支挡结构

建立了单元板式束筋型微型桩组合抗滑结构的侧向地层约束的刚架模型,提出了一套新的设计计算理论。提出了加固边坡的多级微型桩群这一新型结构形式,并提出确定各级微型桩群上滑坡推力荷载的设计计算方法,为滑坡灾害快速防治提供了一种新型技术。提出了考虑锚拉力应力扩散效应的锚固边坡稳定性分析方法,以及基于稳定性的锚固边坡设计计算新方法。

【2】重型支挡结构

提出了考虑结构与坡体相互作用机制的多排抗滑桩、门型抗滑桩、预应力锚索地梁等结构设计计算理论,改善了以往实际工程设计中盲目性和不经济性状况。

研究成果在四川广巴高速公路、四川遂资高速公路、京珠高速公路、宝成铁路将军箭滑坡治理工程等实践中得到典型成功应用,取得良好经济社会效益,其中在四川广巴高速公路两处典型工点的应用,节省工程造价近200万元;在四川遂宁地区高速公路工程中的应用,节省工程造价805万元。

成果发表在Geotechnique、International Journal of Geomechanics, ASCE、International Journal of Civil Engineering、岩土工程学报、岩土力学、岩石力学与工程学报等重要期刊上。相关研究获得中国岩石力学与工程学会科技进步一等奖1项、中国铁路工程总公司科技进步一等奖2项。

(4)发展了锚拉式挡墙锚拉力以及单排抗滑桩受力的极限分析方法

提出了一种采用极限分析方法确定锚拉式挡墙锚拉力的紧凑解析解,可用于锚拉式桩板墙、土钉墙等基坑及边坡支挡结构设计计算。基于抗滑桩两侧土体的滑动破坏可能性,提出了一种采用极限分析确定滑面位置和桩上净推力的新方法,且可分析出在抗滑桩不发生越顶破坏的临界设桩位置。

成果发表在Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Geotechnical Engineering ICE、Mathematical Problems in Engineering 、岩土工程学报、岩土力学等重要期刊上。

(5)发展了邻坡地基承载力系列问题的分析方法,提出了考虑锚拉力应力扩散效应的锚固边坡稳定性分析新方法,以及桩前有限地层的地基系数确定方法。

成果发表在International Journal of Civil Engineering、Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Engineering and Computational Mechanics ICE等重要期刊上。

(6)揭示了降雨诱发浅表层滑坡初始机理

通过野外调查、室内试验、稳定性分析和地下水数值模拟方法,利用孔隙水压力控制型三轴试验,模拟土体在孔隙水压力持续升高情况下的应力-应变特征,从而揭示降雨诱发浅表层滑坡的初始机理并提出了降雨诱发浅表层滑坡的时间预测预报方法。

(7)揭示了滑坡坝野外调查及内部结构特征

通过对日本奈良县赤谷滑坡坝和栗平滑坡坝进行现场调查,研究滑坡坝形态特征和岩土体结构。并利用自然电位法(self-potential method)和地脉动链式台阵观测法(microtremor chain array survey method)研究滑坡坝内部结构。

 

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