[01664088]山岭高速公路边坡防减灾关键技术与信息化研究

该项目基于山岭高速公路边坡防减灾与信息化的重大技术需求，结合福建省二十多年来山岭高速公路建设和运营过程中的边坡工程实践和滑坡灾害案例开展研究，主要研究内容有： (1)开发山岭公路边坡险情早期预警预报与处置决策的远程自动监控系统； (2)研究边坡变形破坏增长模型、边坡破坏过程的动态预测方法体系，并开展福建省不同主要破坏类型山岭高速公路边坡经济合理安全的灾害处置对策研究； (3)研究非恒定降雨强度的连续降雨作用下岩土体流变和地下水渗流特性对边坡失稳破坏的作用机理； (4)研究降雨及干湿循环作用下预应力锚索加固边坡的长期流变损伤机理、预应力损失增长模型及其主要影响因素； (5)最佳固坡植被绿化的边坡结构形式、基土分层和排水管布设的防灾减灾关键技术研究； (6)采用层次分析灰色关联度方法，研究主要类型山岭高速公路边坡失稳破坏的发生条件。 该项目研究成果总体上达到国际先进水平，在以下六个方面取得创新性成果： (1)开发了降雨条件下土质边坡安全性态的时空动态评价方法。 (2)基于物联网动态IP技术，采用三维粘弹塑性有限元、人工智能模糊控制、非线性动力学灾害预测、灰色科学理论、系统工程理论和三维时空动态预测评价法等方法，研发了山岭高速公路土质边坡远程实时智能预警新方法，进一步开发并应用了山岭高速公路边坡险情早期预警预报系统； (3)采用层次分析灰色关联度法，揭示了影响抗滑桩和预应力锚索抗滑桩加固边坡稳定性的主要因素，进一步指导土质边坡设计，并提出基于Hill模型理论的三维弹塑性接触有限元强度折减法的抗滑桩边坡稳定性评价方法； (4)研究降雨作用下土坡的渗流特性及稳定性，采用非饱和土力学和流固耦合等理论和原理，开发了基于ABAQUS软件的降雨入渗模块； (5)运用非线性动力学灾害预测理论，建立了强降雨作用下中浅层土质滑坡的尖点突变模型，揭示了强降雨在边坡稳定性中的效应； (6)采用黏弹塑性流固耦合有限元和流形元方法，开发了动态评价不同降雨工况下花岗岩残坡积土边坡安全性态的技术，揭示了降雨作用下花岗岩残坡积土边坡破坏过程、成灾机制以及降雨强度峰值是影响该类型边坡失稳破坏的最关键因素。 该项目已获得授权国家发明专利3项、软件著作版权1项、发表学术论文13篇(SCI论文2篇、EI论文5篇)。 该项目已开发了一套国际先进的山岭高速公路边坡防减灾关键技术与信息化的成套技术和方法，可以有效地防止山岭公路工程建设与运营过程中边坡灾变的发生和极大地降低边坡灾变造成的危害和损失，对山岭公路边坡防灾减灾工作具有十分重要的指导意义和实用价值。 该项目成果在福建古武高速公路、厦蓉高速公路扩建工程和延顺高速公路等十几条高速公路的边坡工程设计、施工、运营和滑坡体应急抢险处置中已得到成功应用，并在浙江和江西等山岭高速公路工程中开展实践应用，取得了巨大的经济效益和十分显著的社会效益，累计已节省工程投资和成本支出费用约1.1143亿元。