水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室

2017-12-16

  水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室成立于 2011年12月,依托单位为 南京水利科学研究院 。

  水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室定位是_引领本专业领域科技进步、聚集和培养优秀人才、开展国内外学术交流、在国内外具有重要影响的土石坝破坏机理与防控技术研究基地,主要研究方向(或主要科技任务)包括土石坝筑坝材料试验与理论、土石坝地震灾变模拟与控制方法、土石坝溃坝机理与抢护技术、土石坝安全监控与评估技术、土石坝除险加固与应急处置技术研究。

  近五年来平台围绕复杂条件下高土石坝建设与长期安全保障的关键技术开展科技攻关,取得了以下重大突破:

  (1)研发了堆石料抗震特性多功能试验仪、大型双向振动试验仪和劣化大型三轴剪切试验仪等粗粒料力学特性试验设备,全面揭示了粗粒料的颗粒破碎规律及其影响因素,粗粒料的剪胀(缩)非线性变化规律,变化环境下粗粒料的力学性质劣化流变规律,粗粒料的地震残余变形发展规律等。

  (2)建立了合理反映粗粒料在静动力作用下剪胀(缩)非线性变化规律、残余变形发展规律以及变化环境下劣化与流变规律的粗粒料本构理论体系,研发了求解速度是常规方法15倍以上的高效计算方法,以及高土石坝填筑、蓄水、地震以及长期运行安全评价的计算软件,使高土石坝变形预测精度提高15-30%。

  (3)提出了“模型应力逐渐逼近原型应力”的高土石坝离心机振动台模型试验结果外延分析方法,实现了高土石坝地震破坏机理、地震残余变形发展与分布规律模型试验研究从定性判断到定量描述的跨越;首次发现先期地震将增强高土石坝抵抗变形的能力、地震将导致高土石坝坝体断面向内收缩;首次建立了高土石坝地震安全评价标准和极限抗震能力计算分析方法。

  (4)发明了离心机大流量水流控制系统,实现了水流从地面重力场到100倍重力场的平稳过渡;研发了土石坝溃坝试验专用模型箱,有效解决了溃坝流量变幅大、泥石与水混合物堵塞管道的难题;创建了高土石坝溃坝机理与溃坝过程离心模型试验方法。首次揭示了高心墙堆石坝和面板堆石坝的溃决机理,建立了正确反映其溃决机理,合理模拟其溃口发展规律和溃坝洪水流量过程的溃坝数学模型。

  近五年来平台获国家奖5项,其中,国家科技进步奖一等奖1项,国家科技进步奖二等奖4项。

实验室近五年获奖情况统计表

序号

项目名称

奖励名称

年份

奖励等级

1

水库大坝安全保障关键技术研究与应用

国家科学技术进步奖

2015

一等

2

高土石坝抗震设计理论研究与工程应用

国家科学技术进步奖

2012

二等

3

高混凝土面板堆石坝安全关键技术研究及工程应用

国家科学技术进步奖

2013

二等

4

超高心墙堆石坝关键技术及应用

国家科学技术进步奖

2014

二等

5

深水板桩码头新结构关键技术研究与应用

国家科学技术进步奖

2017

二等

6

高土石坝试验技术研究与工程应用

水力发电科学技术奖

2014

一等

7

高土石坝试验技术与安全评价理论及应用

大禹水利科学技术奖

2017

一等

8

水库大坝安全保障关键技术研究与应用

大禹水利科学技术奖

2014

特等