| 学科专业评审组: | 环境与资源利用组 | | 项目名称: | 西北铁路松散岩土振动-渗流灾变的理论、新设备及防控技术 |
| 提名单位: | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 |
| 提名等级: | 一等奖 |
| 提名单位意见: | 面向“一带一路”重大铁路工程中的异常降雨、融雪洪水和列车振动叠加引发的松散岩土灾变难题,项目依托国家及省部级重大项目8项,历时15年,系统突破“灾变机理不清、关键参数难测、防控技术偏弱”三大瓶颈。创立了松散岩土振动-渗流灾变理论,创制了贯通原位荷载感知、室内灾变重构与深部参数诊断的智能化测试系统,形成了一套风沙流盖轨、融雪洪水悬轨及跑道振动扰轨的防控技术标准。成果获授权发明专利62项,参编国家、行业规范4部,应用于和若铁路、中吉乌铁路等中外10余条干线铁路,创造直接经济效益20.7亿元,经专家鉴定整体达到国际领先水平。成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,经公示无异议。 |
| 项目简介: | 
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| 客观评价: | 

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| 应用情况和效益: | 

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| 主要知识产权和标准规范等目录: |  |
| 主要完成人: | - 姓名:王家鼎
排名:1 行政职务:无 技术职称:教授 工作单位:西北大学 对本项目技术创造性贡献:全盘负责项目总体技术工作。主要贡献:①负责项目总体设计与技术路线规划,组织开展松散岩土振动-渗流灾变机理、智能测试及工程防控关键技术研究;②定义了考虑高频振动影响的土动渗透系数并推导了其公式,创立了土力学的动渗透理论;③首次提出时空变异松散散体铁路振动波衰减模糊优化理论,突破传统均质介质及单一衰减系数描述方法,为铁路振动影响范围划分和灾害边界识别提供理论依据;④组织研发振动-渗流灾变智能测试系统和工程协同防控技术体系,推动成果在和若铁路、中吉乌铁路等重大工程中的应用。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新一、二和三。是第一篇、第三篇、第四篇、第六篇、第八篇、第九篇代表性论文著作的作者。 曾获国家科技奖励情况:(1)《重大工程黄土灾害机理、感知识别及防控关键技术》,获国家科技进步奖二等奖,2020(2020-J-232-2-02-R01,第一)
(2)《特殊岩土体“小变形大风险”智能化监测防治技术及中外工程应用》,获陕西省科技进步奖一等奖,2023(2023-J-234087-1-R1,第一)
- 姓名:张登飞
排名:2 行政职务:无 技术职称:教授 工作单位:西北大学 对本项目技术创造性贡献:负责松散岩土灾变理论与关键科学问题研究。主要贡献:①开展列车振动与降雨渗流耦合作用下松散岩土动力渗流响应及结构演化机制研究;②建立考虑高频振动影响的动渗透系数计算方法,推导动渗透参数与波动孔压、动力变形之间的数学关系;③参与构建松散岩土振动-渗流耦合灾变统一理论,揭示水-振耦合作用下岩土体由动力扰动、结构退化到累积变形及失稳演化的内在机制;④参与新建中吉乌铁路吉尔吉斯斯坦境内高边坡及滑坡稳定性评价工作,开展复杂地质条件下岩土体稳定性分析与灾害风险评估。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新一第二点和第三点、科技创新二第二点以及科技创新三第三点。是第一篇、第四篇、第六篇代表性论文著作的作者。 曾获国家科技奖励情况:(1)《重大工程黄土灾害机理、感知识别及防控关键技术》,获国家科技进步奖二等奖,R10,2020
(2)《特殊岩土体“小变形大风险”智能化监测防治技术及中外工程应用》,获陕西省科学技术进步奖一等奖,R3,2023 - 姓名:谷天峰
排名:3 行政职务:无 技术职称:教授 工作单位:西北大学 对本项目技术创造性贡献:负责松散岩土振动-渗流灾变智能测试技术及装备研发。主要贡献:①开展松散岩土振动波传播规律、动渗透响应机制及水-振耦合灾变演化研究;②主持阵列式列车振动智能采集系统研制,开发多参数同步振动采集技术,实现列车运行荷载作用下铁路沿线岩土振动响应的连续监测;③组织研发振动-渗流灾变智能测试系统,实现松散岩土动渗透、动变形及动强度参数的全过程测试;④参与研发多参数智能采集装置及相关测试技术,并在重载铁路等工程中开展应用验证。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新一第一点、科技创新二第二点、第三点以及科技创新三第三点。是第三篇、第四篇、第七篇、第八篇、第九篇代表性论文著作的作者。 曾获国家科技奖励情况:(1)《重大工程黄土灾害机理、感知识别及防控关键技术》,获国家科技进步奖二等奖,R2,2020
(2)《特殊岩土体“小变形大风险”智能化监测防治技术及中外工程应用》,获陕西省科学技术进步奖一等奖,R2,2023 - 姓名:陈则连
排名:4 行政职务:副总工程师 技术职称:正高级工程师 工作单位:中国铁路设计集团有限公司 对本项目技术创造性贡献:负责松散岩土深层原位测试技术研发及铁路灾害防控工程中的应用。主要贡献:①组织研发“旋转触探-随钻识层-孔内测渗”深层原位成套装备;②针对中吉乌铁路高寒山区融雪洪水及列车振动共同作用下桥墩变形风险问题,参与开展黄土湿-振-热耦合沉陷机理及定量评价研究;③参与编制《工程勘察通用规范GB55017-2021》和《铁路工程地质遥感规范TB10041-2018》的部分防灾章节,为重大交通基础设施安全运行提供关键技术支撑。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新二第三点和科技创新三第二点。是第二篇代表性论文著作的作者。 曾获国家科技奖励情况:(1)《深季节冻土区高速铁路抗冻胀路基结构优化与病害防控》,获河北省科技进步一等奖,2018(2018JB1008-6,第六)
(2)《严寒地区高速铁路路基冻胀控制技术》,获中国铁道学会科学技术二等奖,2017(2016040169-K2-065-R01,第一)
(3)《遥感图像处理技术及地质遥感判释软件平台构建研究》,获中国铁道学会科学技术二等奖,2013(040161K2062R2,第二)
- 姓名:赵文
排名:5 行政职务:院副总 技术职称:正高级工程师 工作单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司 对本项目技术创造性贡献:负责风沙流盖轨灾害防控关键技术研究及成果在重大工程中的应用推广。主要贡献:①主持开展和若铁路复杂风沙环境下工程地质勘察、现场监测及灾害影响评价工作,为沙漠铁路灾害防控设计提供关键依据;②针对塔克拉玛干沙漠风沙流盖轨问题,组织构建铁路穿越流动沙漠的立体式防控技术体系,提出适应风沙环境的路基防护、阻沙固沙及综合治理技术方案;③参与地下工程-列车荷载-机场跑道多源互扰条件下松散土层变形控制技术研究,将振动响应分析与岩土变形防控技术应用于复杂交通工程;相关成果获得国际大奖-FIDIC杰出奖。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新三第一点和第三点。是第十篇代表性论文著作的作者。 曾获国家科技奖励情况:(1)《构造单面山硅质岩壳破坏机理及控制对策》,获铁一院科学技术奖三等奖,2018(铁一院技函(2018)600号,第五)
(2)《膨胀岩微观胀缩机理及宏观力学效应研究》,获铁一院科学技术奖一等奖,2020(铁一院技函〔2020〕595号,第一)
- 姓名:徐黎明
排名:6 行政职务:副总工程师 技术职称:正高级工程师 工作单位:中国铁路设计集团有限公司 对本项目技术创造性贡献:负责松散岩土原位测试方法及工程灾害参数评价研究。主要贡献:①参与“旋转触探-随钻识层-孔内测渗”深层原位成套装备研发,建立深部松散地层力学参数和渗透参数快速获取技术;②参与基于触探技术的土体强度参数反演方法研究,建立触探响应特征与土体强度指标之间的定量关系;③参与高寒山区融雪洪水作用下跨沟桥墩变形风险研究,开展中吉乌铁路黄土湿-振-热耦合沉陷机理及定量评价分析,为“垮塌预测-排桩阻隔”协同防控技术建立提供关键参数支撑。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新二第三点和科技创新三第二点。是第五篇代表性论文著作的作者。 曾获国家科技奖励情况:(1)《裂隙岩体结构参数研究》,获吉林省自然科学学术成果奖二等奖,2015(20152031,第五)
(2)《区域性泥石流评价方法研究》,获吉林省自然科学学术成果奖一等奖,2013(20131014,第五)
(3)《京津冀地面沉降区轨道交通服役状态致灾机理及对策研究》,获天津市科学技术进步奖二等奖,2022(2021JB-2-083-R8,第八)
- 姓名:杨永睿
排名:7 行政职务:董事长 技术职称:正高级经济师 工作单位:中铁十七局集团有限公司 对本项目技术创造性贡献:负责松散岩土振动-渗流灾变防控技术在重大工程中的推广应用。主要贡献:①主导松散岩土振动-渗流灾变理论及原位测试技术的工程应用规划,统筹地下工程-列车荷载-机场跑道多源互扰协同防控技术这一重大工程的技术方案的制定与决策;②参与地下工程-列车荷载-机场跑道多源互扰协同防控技术的工程应用,推动相关技术在西安市地铁14号线等重大铁路工程建设中的落地实施;③负责协调工程建设、技术研发与成果推广工作,促进产学研用协同创新,加快科研成果向工程技术转化。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新三第三点。 曾获国家科技奖励情况:(1)《城市地下综合管廊绿色建造技术研究》,获中华环保联合会科技进步一等奖,2025(ACEF-KJ-2024-020-R03,第三)
(2)《城市地下综合管廊绿色建造技术》,获中国施工企业管理协会工程建设科学技术三等奖,2024(2024-J-3-095-R02,第二)
- 姓名:董昊宇
排名:8 行政职务:无 技术职称:讲师 工作单位:西北大学 对本项目技术创造性贡献:负责松散岩土振动-渗流耦合灾变机制及动力响应研究。主要贡献:①围绕列车长期振动作用下松散岩土动力响应问题,开展振动条件下岩土累积变形、结构劣化及失稳机制研究;②参与建立高频振动作用下松散岩土动力测试方法,开展动强度、动变形及灾变演化规律研究;③参与揭示水-振耦合作用下松散岩土由渐进损伤向失稳转化的关键机制,为铁路振动诱发灾害预测和防控提供理论依据。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新一第三点和科技创新二第二点。是第六篇代表性论文著作的作者。 曾获国家科技奖励情况:(1)《特殊岩土体“小变形大风险”智能化监测防治技术及中外工程应用》,获陕西省科技进步奖一等奖,2023(2023-J-234087-1-R15,第十五)
(2)《高速铁路振动监测与灾害风险预警技术》,获第九届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区省级铜奖,2023(2023SXHL221,第三) - 姓名:刘瑞
排名:9 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:中国冶金地质总局西北局 对本项目技术创造性贡献:负责松散岩土振动-渗流灾变智能测试系统试验验证与数据分析工作。主要贡献:①参与振动-渗流灾变智能测试系统研发,协助解决水-振耦合作用下灾变参数获取困难、演化过程难以表征等关键技术问题;②参与中吉乌铁路高寒山区融雪洪水作用下跨沟桥墩变形防控技术的工程应用,推动相关技术在重大铁路工程建设中的落地实施;③参与相关试验成果整理与工程应用验证,为智能测试技术在铁路岩土灾害监测中的推广应用提供数据基础。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新二第二点和科技创新三第二点。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:李琳
排名:10 行政职务:无 技术职称:助教 工作单位:西北大学 对本项目技术创造性贡献:负责松散岩土动渗透理论完善及铁路振动智能监测技术研发工作。主要贡献:①参与考虑波动孔压与动力变形影响的复频响动渗透函数建立,开展振动作用下渗流响应幅值衰减与相位滞后关系分析;②参与研发阵列式列车振动智能采集系统,开展多源振动响应采集与分析方法研究,支撑“以车代源、以波识灾”的铁路隐蔽灾害动态透视诊断技术形成;③参与相关试验验证、数据分析及成果凝练工作,推动振动-渗流灾变理论与智能监测技术融合应用。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新一第二点和科技创新二第一点。 曾获国家科技奖励情况:(1)《特殊岩土体“小变形大风险”智能化监测防治技术及中外工程应用》,获陕西省科技进步奖一等奖,2023(2023-J-234087-1-R14,第十四)
(2)《人工振动的分布式振动采集技术与装置》,获“建行杯”第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区省级铜奖,2022(2022SXCYMT147,第四)
(3)《高速铁路振动监测与灾害风险预警技术》,获第九届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区省级铜奖,2023(2023SXHL221,第四) - 姓名:王道正
排名:11 行政职务:无 技术职称:副教授 工作单位:西北大学 对本项目技术创造性贡献:负责松散岩土水致灾变演化机制研究。主要贡献:①围绕黄土等松散岩土在水作用下结构退化和流化转变问题,开展固-液连续转化机制试验研究,揭示了松散岩土由稳定结构向流动状态演化过程中的关键控制机制;②通过室内试验分析颗粒结构破坏、含水状态变化及流变行为之间的关系,为松散岩土渗流诱发灾变机制研究提供理论依据;③参与松散岩土振动-渗流耦合灾变理论体系构建,为认识复杂环境下松散岩土累积变形、结构失稳及突发破坏过程提供支撑。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新一第三点。 曾获国家科技奖励情况:《管道卫士--国内首创的油气管道黄土地质灾害智能识别装备与生态防控材料》,获“中石协·北石机械·宝石管业杯”第十二届中国研究生能源装备创新设计大赛三等奖,2025(2025008300142,指导老师) - 姓名:韩凯
排名:12 行政职务:无 技术职称:讲师 工作单位:西北大学 对本项目技术创造性贡献:负责列车振动-降雨耦合作用下边坡失稳启动机制研究。主要贡献:①开展振动-渗流耦合作用下边坡失稳机制研究,揭示了列车振动诱发降雨作用下的土体结构劣化、强度衰减及滑移启动的演化过程;②建立了考虑列车振动和降雨共同影响的边坡稳定性分析方法,阐明了水-振耦合作用下松散岩土由渐进变形向突发滑移转化的关键控制机制。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新一第三点。是第六篇代表性论文著作的作者。 曾获国家科技奖励情况:(1)《煤层瓦斯预抽钻孔高渗区多尺度裂隙演化及其修复关键技术研究》,获中国煤炭工业科学技术奖二等奖,2025(2025-2139-R03,第三)
(2)《综掘工作面磁化试剂水喷雾的煤尘-瓦斯协同防治机理及应用技术研究》,获中国职业安全健康协会科学技术奖科技进步奖二等奖,2025(2025-2-25-09,第九)
- 姓名:谷琪
排名:13 行政职务:无 技术职称:工程师 工作单位:西北大学 对本项目技术创造性贡献:负责松散岩土智能化测试技术及成果推广研究。主要贡献:①参与研发基于物联网的黄土原位测试系统,探索岩土测试装备与物联网技术融合方法,为复杂环境下岩土参数智能获取和灾害监测提供技术支撑;②参与振动-渗流灾变智能测试系统研发,开展测试数据采集、智能化分析及系统集成相关工作,支撑松散岩土动渗透、动变形和动强度全过程测试技术完善。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新二第一点和第二点。是第三篇、第四篇、第七篇、第九篇代表性论文著作的作者。 曾获国家科技奖励情况:《基于物联网的黄土原位测试系统》,获“建行杯”第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区省级铜奖,2022(2022SXGJ500,第一) - 姓名:马维谦
排名:14 行政职务:无 技术职称:助理工程师 工作单位:西北大学 对本项目技术创造性贡献:参与分布式振动采集技术研发及智能监测装置开发工作。主要贡献:①开展分布式振动采集技术与装置研究,参与优化振动信号获取与传输方法,为阵列式列车振动智能采集系统研发提供技术支撑;②参与振动监测设备集成及测试技术研究,提高复杂环境下振动响应信息采集的稳定性和可靠性。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新二第一点。 曾获国家科技奖励情况:《人工振动的分布式振动采集技术与装置》,获“建行杯”第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区省级铜奖,2022(2022SXCYMT147,第三) - 姓名:颉嘉琳
排名:15 行政职务:无 技术职称:助教 工作单位:西北大学 对本项目技术创造性贡献:参与铁路振动波衰减理论研究的数据整理与分析工作。主要贡献:①围绕松散体铁路振动波传播特征,参与开展振动监测数据整理、参数分析及理论研究资料汇总工作;②协助完成时空变异松散散体铁路振动波衰减规律分析,为振动影响范围划分及灾害边界识别理论研究提供数据支撑。主要贡献对应“主要科技创新”中的科技创新一第一点。 曾获国家科技奖励情况:《重载铁路火车振动多参数智能采集系统》,获“建行杯”第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛陕西赛区省级银奖,2021(2021SXGJ625,第五)
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| 主要完成单位及创新推广贡献: | - 单位名称:西北大学
单位贡献:总项目主持单位。主持完成(1)《黄土振动促渗测试系统研制》(42027806)等多项重点项目的研究计划。(2)负责所有项目技术业务工作,承担项目立项论证、总体设计编制、技术路线的制定、制定专题与综合研究内容与计划、成果报告编制以及成果转化与推广应用,同时为项目顺利开展,圆满完成工作目标任务提供所必需的技术、设备及人力财力支持。(3)在国内外公开发表专著、论文共计179篇(其中TOP期刊47篇),专著3部,授权发明专利22项,实用新型专利6项,软件著作权9项,国家专利被10家单位应用,经济效益极其显著。这些成果为黄土地区防灾减灾提供了科学依据,有力地促进了技术创新与推广应用。(4)该学术团队结构合理,学术思想活跃,科研创新能力强,成果及时推广,已纳入《地质灾害防治工程勘查规程》等省部级规程标准,指导各种工程建设的特殊岩土体小变形防护治理。
- 单位名称:中国铁路设计集团有限公司
单位贡献:雅万、中老、兰新等10余条铁路地质灾害勘察设计中做出以下贡献:(1)推动了松散岩土振动-渗流灾变理论与技术体系在铁路工程勘察设计中的应用;(2)参与了构建铁路工程松散岩土灾害智能监测与诊断技术体系;(3)研发了系列原位测试装备,准确测定了评价岩土体小变形的关键原位参数;(4)将本成果的理论和技术及时推广应用到国内外十余条铁路的勘察设计及施工当中,产生了巨大的经济效益、社会效益及环境效益。出版专著、发表论文共计15篇,授权发明专利18项,实用新型专利22项,软件著作权15项,相关成果已纳入《工程勘察通用规范》等国家、行业标准,获各种国家工程奖多项。
- 单位名称:中铁第一勘察设计院集团有限公司
单位贡献:为应对沿线沙漠路途遥远、建养极为困难等困境,首次构建了铁路穿越沙漠区的线路积沙盖轨的立体式防控关键技术体系。对缺水严重、风沙大、沙丘动态迁移快等地段,采用过沙桥、墩身预制拼装技术;基于前述防控技术,优化植物绿色屏障固沙技术,采用人工智能自动化控制的沙漠滴灌管网系统,节约工期30%。有效地解决了和若铁路穿越世界第二大流动性沙漠的风沙对线路的盖轨难题。将本成果的理论和技术及时推广应用干旱缺水地区的国内外十余条铁路的勘察设计、施工及养护当中,产生了巨大的经济效益、社会效益及环境效益,相关成果已纳入《铁路特殊路基设计规范》。在国内外公开发表论文7篇,授权发明专利10项,实用新型专利12项,软件著作权8项,并获得国际大奖-FIDIC杰出工程项目奖。
- 单位名称:中铁十七局集团有限公司
单位贡献:在太焦铁路、咸阳机场下穿地铁、安哥拉防灾工程、圭亚那防灾工程等十余条国内外铁路部分路段以及隧道的施工建设做出如下贡献:(1)采用高精度多通道同步振动采集装置,在中吉乌铁路重大工程中开展松散岩土体振动响应的长周期原位监测分析,为振动-渗流耦合灾变理论在铁路工程勘察设计中的落地应用提供实测数据支撑;(2)采用铁路振动智能监测与动态诊断技术,对列车长期振动作用下松散岩土响应特征进行监测分析,建立铁路隐蔽灾害识别与预警技术体系;(3)应用融雪洪水悬轨及地下工程-列车荷载-机场跑道多源互扰协同防控技术,提升复杂环境下铁路基础设施安全保障能力;(4)将本成果的技术与施工工法及时推广应用到国内外其他10余条铁路的岩土体小变形防控施工当中,产生了巨大的经济效益、社会效益及环境效益。在国内外公开出版专著、发表论文共计8篇,国家工法1项,省部工法17项,授权发明专利4项,实用新型专利6项,软件著作权4项,获国优奖等工程质量奖多项。
- 单位名称:中国冶金地质总局西北局
单位贡献:在西北地区铁路及重大基础设施工程地质勘察与灾害评价中做出如下贡献:(1)开展铁路沿线复杂地质环境调查,系统获取松散岩土结构特征、灾害发育规律及工程地质条件,为振动-渗流灾变研究提供基础数据;(2)参与松散岩土力学-渗透参数测试与系统研发,采用钻探、原位测试及工程地质分析方法,准确获取水-振耦合灾变关键参数,为工程灾害防治和安全运营提供技术保障,产生了显著的经济效益、社会效益和生态效益。在国内外公开出版专著、发表论文6篇,授权发明专利5项,实用新型专利2项,软件著作权5项。
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| 完成人合作关系说明: | 完成人合作关系说明:1 完成人合作关系说明:2 完成人合作关系说明:3 完成人合作关系说明:4 完成人合作关系说明:5
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