12月12日,郑(州)太(原)高铁焦作至太原段开通运营,这标志着我国在大厚度黄土地区建设的第四条高铁取得圆满成功。我校地质学系王家鼎教授团队在该段铁路的建设中,有效解决了边坡滑塌问题,为安全顺利建成提供了重要的技术保证。
高铁桥隧路基对灾害防治要求极高,在大厚度黄土地区建设高铁存在地基振陷湿陷、边坡失稳崩塌滑塌等重大地质灾害问题,控制沉降是难上之难,特别是湿陷性黄土上建造高铁是世界难题。焦作至太原段高铁遇到了极为特殊的不良土体边坡,失水开裂,遇水崩解,有堑必塌,有坡必滑,给高铁建设带来极大威胁,也给建成后运营埋下安全隐患。
王家鼎及其团队在零下十几度的环境中开展了一系列技术攻关,通过原位大剪试验、原位崩解试验、振动促裂促崩试验及宏-细-微观多尺度微结构试验,对焦作至太原段高铁遇到的特殊不良土体边坡的失水开裂特性、抗剪特性及遇水崩解特性进行深入研究,提出基于原位剪切试验的c-φ参数指标选用新标准,柔性生态护坡工法及边开挖边防护理念,有效解决了边坡滑塌问题。
焦作至太原高铁是我国继郑西高铁(郑州-西安)、大西高铁(大同-西安)和宝兰高铁(宝鸡-兰州)后,在大厚度黄土地区建成的第四条高铁,全长372公里,最高运营时速250公里,是一条精准扶贫高铁和红色人文高铁。
近年来,我校围绕“四个面向”布局科学研究,先后与中国铁路设计集团、中铁十七局以及中铁西北科研院等组成“产学研用”团队,围绕郑西高铁、大西高铁、宝兰高铁建设过程中面临的难题,开展了大型现场浸水试验、大型人工降雨模拟试验、室内黄土动力学试验、大型剪切试验以及路基混合填料击振试验等系列艰苦细致的一线原位试验和技术攻关,成功解决了大厚度湿陷性黄土在列车振动作用下的路基振陷、液化及路基动力荷载下的沉降问题以及高铁沿线黄土边坡在降雨、地震及列车振动作用下引起的黄土边坡失稳(滑坡)、湿陷等问题,为我国高铁建设和地区经济社会发展提出了西大方案,贡献了西大力量。
王家鼎团队在多年研究基础上提出了机车振动作用下的边坡“四促效应”,获得国内外专家学者和业界的一致认可与好评。团队共获得省部级科技奖一等奖4项;国家重点仪器研发项目1项,国家重点研发计划课题1项,国家自然基金重点项目1项,面上项目7项,发表SCI论文50余篇,EI论文46篇,CSCD论文200余篇,授权国家发明专利12项。
王家鼎教授探究边坡滑塌问题解决方案
技术成果应用于高铁建设
技术成果获得多项表彰