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工程2002CB412700

工程名称：灾害环境下重大工程平安性的根底研究

起止年月：年月年月

200212-20078

工程首席科学家：

谢和平中国矿业大学

冯夏庭中国科学院岩土力学研究所

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工程依托部门：中国科学院，教育部

经费预算：2500万元

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一、主要研究内容

本工程针对高原、高山峡谷特殊环境和复杂地质条件、自然灾害频发地区的重大

根底设施建立中高陡边坡、深埋长隧洞、大型地下硐室以及高坝的平安性，通过地

学、力学、信息科学和工程科学的穿插综合分析，系统研究灾害环境下重大工程平安

性的根底科学问题，这些根底科学问题的核心主题是系统地研究灾害环境下地质体与

工程构造相互作用的机理与规律。根据这一主题，提出拟解决的关键科学问题为：

1复杂工程地质体构造及其力学特性的多尺度建模理论和方法；

2多场耦合对复杂地质体的影响规律及其引起灾变的机理；

3灾害环境作用下工程地质体变形破坏过程及突发性灾害的成灾机理；

4地质工程系统在灾变过程中的响应模式与自适应性机理和规律；

5灾害的时空预测理论与工程的平安防护原理。

围绕着这五个关键科学问题，选择具有代表性的典型工程，将地学、力学和工程

科学有机结合，通过地质调查、现场监测、模型试验和数值模拟，抽象多尺度地质体

模型，提醒在复杂灾害环境条件下地质体的变形、破坏以及与工程构造相互作用规

律，研究灾害环境下地质体与构造的相互作用，形成以地学为根底、力学为手段、工

程平安为目的理论体系，在灾害环境下重大工程平安性的根底科学问题研究取得突破

性进展。

二、预期目标

本工程针对我国西部开发中大量根底设施建立的迫切需要，通过地学、力学、工

程科学相结合的系统研究，在灾害环境作用下重大工程平安性研究方面取得突破性进

展。建立灾害时空预测及其对重大工程平安性影响的理论与方法，为未来我国重大岩

土工程在灾害环境下的平安性与稳定性评估、设计及防灾减灾提供可靠的理论根底、

控制方法和技术支持平台；解决重大工程平安性与稳定性分析中的多场耦合理论、工

程尺度下地质构造精细探测、工程平安性分析中的能量分析方法等关键科学问题；对

我国国民经济的开展起到重大促进作用的同时，推开工程学、地学、力学、岩土工程

学等多学科的开展与穿插，使我国在灾害环境下重大工程建立的平安性研究到达世界

先进水平。具体目标为：

年：提出地质体精细构造的新型描述方法、模型，建立多尺度地质体冻土、

2005(

岩土等的构造关系和力学模型，提醒内外动力耦合作用下的地质灾害的演化规律及其

)

对工程平安性的影响，建立复杂地质体的多场耦合模型，提出百年尺度气候变化背景

下多年冻土变化的区域制图、地下冰空间分布图，搞清灾害过程中应力能量在地质体

/

与工程体中的转移、传递和释放规律，提供西部地区重大工程的近断裂地震反响谱和

地震动时程，为强地震作用下的高陡边坡、高坝的平安研究提供科学的地震动参数和

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荷载输入。

2007年：查明地质构造活动区中重大工程建立与地质体相互影响的机理与规律，

建立灾变过程中考虑地质体与工程体相互作用效应的重大工程整体稳定性分析、实时

监控理论和方法，提出灾害环境下重大工程自适应调控以及防护对策，建立具有力学

分析、灾害评估、预测与防护对策功能的重大工程平安性评估分析系统。

本工程以应用为目标，以机理、规律、新理论、新方法研究为核心，是多学科穿

插的应用根底研究，以细宏观力学试验、多尺度分形研究、数值计算、精细仿真以及

进展地学、数学、力学、化学理论分析为根本研究手段，组织地学、力学、资源、信

息、工程等领域的应用科学家进