学科专业评审组:工程建设组
项目名称:高易溶盐黄土湿溶陷变形理论及处治技术
提名单位: 陕西省水利厅
提名等级:二等奖
提名单位意见: 高易溶盐黄土是广泛分布在新疆、甘肃和陕北等地的特殊黄土,兼具黄土与盐渍土的特点,浸水后不仅产生湿陷变形,而且会产生溶陷变形,总沉陷量较大,对地基上部建筑物危害巨大,需专门研究。本项目以丰富黄土力学的内容和保证地基安全为目标,系统开展了高易溶盐黄土的湿陷与溶陷变形理论及处治技术研究,取得的主要成果有: (1)创立了高易溶盐黄土的湿陷与溶陷变形理论及数值分析方法,能科学预测黄土的增湿变形、湿陷和溶陷;(2)提出了黄土地基湿陷性评价、测试、试验等一系列新方法,主要包括:渠道、路基等存在卸荷状态的黄土地基湿陷性评价方法,用离心模型试验替代现场试坑浸水试验的自重湿陷量测试新方法,湿陷性黄土地区透水路面结构设计方法,寒区黄土渠道土-水-热-力耦合模型试验方法。所提方法具有新颖性和独创性,符合黄土力学原理和工程实际;(3)提出了“减重削减湿陷”的新理念,研发了轻量土换填减重、速固浆液充填加固等湿陷性黄土地基处理新技术,在海绵城市建设工程的黄土湿陷溶陷处理中优势突出;(4)项目成果已纳入多项技术标准,在陕西、宁夏、新疆等地进行了现场示范和实际工程应用,取得了显著的社会、经济和生态效益。 成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科学技术进步奖提名条件。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:张爱军
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西京学院
    对本项目技术创造性贡献:项目总负责人,创立了高易溶盐非饱和黄土的湿陷与溶陷变形理论,提出了黄土湿陷与溶陷区分的“三线法”,提出了渠道、路基等存在卸荷状态的黄土地基湿陷性评价方法,创建了用离心模型试验替代现场试坑浸水试验的自重湿陷量测试新方法,建立了基于减重削减湿陷理念的黄土地基湿陷变形控制技术体系,开展了大量新技术与强夯、挤密桩、灰土换填等传统地基处理方法相结合的工程实践。对项目创新点1~4做出了贡献。(附件1-1-1/2/3,附件1-2/5,附件2-1-10,附件2-2-7/9/11/12/13/14/17/18/19/20/21/22/25)
    曾获国家科技奖励情况:(1)2024年,陕西高等学校科学技术研究优秀成果二等奖,湿陷性黄土改性机理与工程技术应用研究;
  2. 姓名:任文渊
    排名:2
    行政职务:岩土所副所长
    技术职称:副教授
    工作单位:西北农林科技大学
    对本项目技术创造性贡献:作为项目主要完成人之一,是离心模型试验替代现场试坑浸水试验的自重湿陷量测试新方法和基于减重削减湿陷理念的黄土地基湿陷变形控制技术体系的合作提出者和技术实施项目负责人,是本项目成果理论与推广的主要负责人之一,对项目创新点1~4作出了贡献。(附件1-1-2/3,附件1-2,附件2-2-7/9/13/14/16/25)
    曾获国家科技奖励情况:2024年,陕西高等学校科学技术研究优秀成果二等奖,湿陷性黄土改性机理与工程技术应用研究
  3. 姓名:刘宏泰
    排名:3
    行政职务:市场开发部副部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:机械工业勘察设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,负责完成了“轻量土减重换填”地基处理技术、海绵城市透水路面结构型式等研究的成果转化应用工作,是本项目成果推广的主要负责人之一,对项目创新点3~4作出了贡献。(附件1-1-3,附件1-2)
    曾获国家科技奖励情况:无
  4. 姓名:安鹏
    排名:4
    行政职务:系副主任
    技术职称:副教授
    工作单位:长安大学
    对本项目技术创造性贡献:提出了黄土地层的“双线性”的离心模型试验地基自重湿陷量测试方法;开展了高易溶盐含量伊犁黄土现场试验,提出了伊犁黄土地区修正系数;参编了国家标准《渠道防渗衬砌工程技术标准》(GB/T50600-2020),优化了黄土渠道渠坡与地基处理方法,应用效果显著。对项目创新点2、3作出了贡献。(附件1-1-1,附件2-2-10)
    曾获国家科技奖励情况:无
  5. 姓名:袁克阔
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西京学院
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,参与湿陷性黄土地区海绵城市路用透水砖的CT扫描分析,深度参与应用课题现场示范和试验测试。针对黄土裂隙、洞穴、肥槽等的快速充填治理以及渠基衬板脱空处理难题,研发了无泌水新型速固浆液和浆液稳定性测试新方法与配套设备,授权了发明专利“用于矸石山灭火降温的速固浆液及其制备方法/ZL 2020 1 0050435.2”,并对其开展了许可转化;形成了黄土地区速固浆液充填加固技术,可用于肥槽、落水洞等地下空腔的充填加固。对项目创新点3作出了贡献。(附件2-2-8)
    曾获国家科技奖励情况:(1)2017年,陕西省第十七次优秀工程勘察二等奖,晋煤集团火药库采空区拉伸裂隙带治理工程勘察及设计; (2)2019年,陕西省高校“青年杰出人才”。
  6. 姓名:王毓国
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:西安建筑科技大学
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,完成了黄土湿陷、溶陷、非饱和力学特性等室内试验,多地层离心模型试验,以及湿陷性黄土地基处理技术的现场应用与示范工作。提出了考虑易溶盐影响的高易溶盐含量黄土土水特征曲线计算模型,以及寒区黄土渠道土-水-热-力耦合模型试验方法。对项目创新点1、2作出了贡献。(附件2-2-9/14)
    曾获国家科技奖励情况:无
  7. 姓名:闫星
    排名:7
    行政职务:副总经理、 总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:陕西省水利电力勘测设计研究院(集团)有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,主导科研项目“复杂地质条件长距离输水隧洞渗流-应力耦合响应及结构优化仿真技术研究”的筹划和研究,对考虑湿溶陷的非饱和黄土本构模型数值化及黄土输水隧道优化仿真研究提出了完整的技术路线和详细的技术指导,并结合现场监测数据完成了衬砌结构优化,是本项目成果推广的主要负责人之一,对项目创新点3~4做出了贡献。(附件2-1-7,附件2-2-15/16)
    曾获国家科技奖励情况:(1)主持编制的《陕西省水网建设规划》获2024年度陕西省工程咨询行业科技成果二等奖; (2)主持编制的《关中供水网络规划研究报告》获2016年陕西省优秀工程咨询成果二等奖; (3)主持编制的《陕西省引汉济渭调水工程规划》获2012年陕西省优秀工程咨询成果二等奖; (4)参与编制的《陕西省引洮入济渭规划研究报告》获2002年陕西省优秀工程咨询成果二等奖; (5)参与编制的《陕西省渭河中游干流防洪工程项目建议书》获2000年陕西省优秀工程咨询成果一等奖。
  8. 姓名:赵卫全
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国水利水电科学研究院
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,合作提出了黄土地基“可能增湿变形”的思路,合作提出了离心模型试验替代现场浸水试验的自重湿陷量测试新方法,已编入《引调水工程湿陷性黄土地基处理技术规程》(T/CHES 106-2023);合作提出了湿陷性黄土地基水泥-黄土灌浆处治新技术,并应用于工程实践。对项目创新点2、4作出了贡献。(附件1-1-2,附件2-2-11/12)
    曾获国家科技奖励情况:无
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西京学院
    单位贡献:西京学院为本项目的第1完成单位,对项目进行了总体设计和组织实施,依托陕西省混凝土结构安全与耐久性重点实验室,采用CT扫描和三维重构技术获取了透水路面砖三维孔隙结构模型,建立了微观孔隙结构特征参数与宏观渗透系数的定量关系模型,可定量化计算透水路面的渗流场分布特征,为透水路面材料的选型提供依据,并为项目的其他室内试验提供了重要的设备和场地支撑。以绿色低粘度植物胶悬浮剂、低掺量固化剂、水泥、粉煤灰和黄土等为原料,研发了无泌水新型速固浆液和浆液稳定性测试新方法与配套设备,浆液具有无泌水、不离析、强触变、低成本、高流动、高强度及固化快的特性,可用于黄土裂隙、洞穴、肥槽等地下空腔的快速充填治理以及渠基衬板脱空处理,在多个实际工程中进行了专利实施许可与应用。对项目创新点1~4作出了贡献。

  2. 单位名称:西北农林科技大学
    单位贡献:西北农林科技大学为本项目的第2完成单位,主持并参与完成了多项国家自然科学基金项目、陕西省科技计划重点研发、横向应用等项目,对项目进行了总体设计和组织实施,创立了考虑易溶盐变化的非饱和黄土增湿变形理论,提出了黄土湿陷与溶陷区分的“三线法”,提出了渠道、路基等存在卸荷状态的黄土地基湿陷性评价方法,创建了用离心模型试验替代现场试坑浸水试验的自重湿陷量测试新方法,建立了基于减重削减湿陷理念的黄土地基湿陷变形控制技术体系,推动了现代非饱和黄土力学的发展。对项目创新点1~4作出了贡献。

  3. 单位名称:机械工业勘察设计研究院有限公司
    单位贡献:机械工业勘察设计研究院有限公司为本项目的第3完成单位,负责实施了湿陷性黄土地区路用透水性结构的研究和设计、湿陷性黄土地区轻量土换填减重关键技术的研究和应用,将项目研究成果应用于多项实际工程项目,实现项目研究成果的快速转化和推广,产生的经济效益、社会效益和环境效益显著。对项目创新点3、4作出了贡献。

  4. 单位名称:长安大学
    单位贡献:长安大学为本项目的第4完成单位,主持参与完成了自然科学基金与省部级项目等多项。提出了黄土地层的“双线性”的离心模型试验地基自重湿陷量测试方法,该方法可替代现场浸水试验进行现场自重湿陷量的测试,具有精细化、低成本和短工期的优势。通过开展了高易溶盐含量伊犁黄土现场试验,查明了其湿陷变形特性,提出了伊犁黄土地区修正系数,使得伊犁地区工程建设有据可依。参编了国家标准《渠道防渗衬砌工程技术标准》(GB/T50600-2020),服务于黄土地区水利工程建设。对项目创新点2、3作出了贡献。

  5. 单位名称:陕西省水利电力勘测设计研究院(集团)有限公司
    单位贡献:陕西省水利电力勘测设计研究院(集团)有限公司为本项目的第5完成单位,对项目的现场试验提供了重要的场地及人力物力支撑,通过“复杂地质条件长距离输水隧洞渗流-应力耦合响应及结构优化仿真技术研究”科研项目的立项和资助,将考虑湿溶陷的非饱和黄土本构模型数值化,并用于黄土输水隧道优化仿真研究,结合现场监测数据完成了衬砌结构优化。对课题创新点3、4做出了贡献。

  6. 单位名称:西安建筑科技大学
    单位贡献:西安建筑科技大学作为项目主要参加单位,为项目试验的开展提供了试验设备、场地、材料,具体包括:岩土真三轴仪、岩土冻融循环系统、非饱和土三轴仪、土体水热力测试系统、土体冻融循环测试系统、X射线CT监测系统、核磁共振仪、聚焦离子双束电镜、场发射透射电子显微镜、场发射扫描电子显微镜、显微共焦激光拉曼光谱仪等。完成了黄土湿陷、溶陷、非饱和力学特性等室内试验,多地层离心模型试验,以及湿陷性黄土地基处理技术的现场应用与示范工作。提出了考虑易溶盐影响的高易溶盐含量黄土土水特征曲线计算模型,以及寒区黄土渠道土-水-热-力耦合模型试验方法。对项目创新点1、2作出了贡献。

  7. 单位名称:中国水利水电科学研究院
    单位贡献:中国水利水电科学研究院作为项目主要完成单位之一,在黄土地区建筑、市政、交通、水利等工程的勘察、设计中,应用了黄土地基湿陷性评价、测试、试验等新方法,成果编入了《引调水工程湿陷性黄土地基处理技术规程》(T/CHES 106-2023)、《非饱和土试验方法标准》(T/CECS 1337-2023)等技术标准中,提高了黄土地区工程建设的水平,产生了显著的社会和经济效益。对项目创新点2、4作出了贡献。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处