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《武汉岩土所在边坡稳定性动态评价方法研究方面取得进展》

  • 来源专题：岩土力学与工程信息资源网
  • 编译者： 李娜娜
  • 发布时间：2024-12-10

  • 边（滑）坡在变形演化全过程中，其剪切带土体通常会发生损伤软化，表现为剪切强度的降低。规范方法中常根据单一强度参数评价得出边坡的单一稳定性系数，缺乏考虑剪切带的损伤软化行为，因此也未能很好得出边（滑）坡变形演化全过程中动态稳定性特征。边（滑）坡的位移监测是工程中常用方法，如何结合位移监测数据来评价边坡的实时稳定性并进行边坡预警仍是一个实际问题。

    中国科学院武汉岩土力学研究所特殊土力学研究团队通过环剪试验首先揭示了土体大变形剪切力学特性，并根据损伤理论建立了土体的大变形损伤模型，结合矢量和方法提出了边坡稳定性动态演化矢量和分析评价方法。研究发现大变形条件下土体具有显著的损伤软化特性，导致边坡的稳定性系数随变形的增加而逐渐减小。提出的边坡稳定性动态评价方法定义明确，具有不需要条间力假设和滑动面假设的优点，并充分考虑了土体的损伤软化特性。该研究可为边坡预警和主动防护提供工程依据。

    相关研究成果近期发表于《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》期刊上。

    论文链接：

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674775524002415

  • 原文来源：https://www.whrsm.ac.cn/
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  • 《武汉岩土所在盐渍土改性及资源化利用方面取得进展》
    • 来源专题：岩土力学与工程信息资源网
    • 编译者：李娜娜
    • 发布时间：2025-06-29
    • 盐渍土是指土壤中盐分浓度过高，具备盐胀、溶陷和腐蚀等特殊工程性质的一类土体，其广泛分布于我国干旱及半干旱地区。土壤中溶解的盐分因水分蒸发或水盐迁移而在地表附近逐渐聚集，形成显著的盐层或盐结晶，造成盐胀现象。盐渍土浸水后由于盐晶溶解或侵蚀作用，又产生溶陷现象。反复的盐胀和溶陷导致盐渍土地区道路工程、水利工程、建筑工程等病害和服役安全问题。如果采用换填优良填料、加强支档结构等传统方法，则会大幅度增加工程造价。因此，盐渍土地区工程建设和长期性能保障面临诸多挑战。 对此，中国科学院武汉岩土力学研究所路基工程研究团队提出两类盐渍土资源化利用方案：（1）采用固废对盐渍土就地固化改性，消除盐胀；（2）充分利用盐渍土，开发盐渍土基泡沫多孔隔断层，提出盐渍土路基“以盐治盐”新技术。 研究团队依托新疆乌鲁木齐绕城高速公路工程，开展了盐渍土路基填料改良技术研究，充分利用新疆地区广泛存在的粉煤灰、矿渣等固废，联合聚丙烯酰胺，研发了一种有机无机相结合的盐渍土改性剂。试验表明粉煤灰矿渣通过水化水解反应，生成多种水化产物，填充孔隙、增加密实度；聚丙烯酰胺则通过胶体本身的黏性，将水化产物和土颗粒联结形成空间网状结构，三者联合固化可显著抑制盐渍土盐胀和溶陷、提升力学性能。 此外，研究团队还提出盐渍土基泡沫多孔隔断层新技术，充分利用工程沿线广泛分布的盐渍土，替代传统的两布一膜，可显著降低工程造价。该材料由盐渍土、胶凝材料、水、泡沫组成，具有多孔、隔热、轻质等结构特征。研究结果表明，通过在路床底部设置一定厚度的泡沫多孔隔断层，可起到良好的隔盐和保温效果。在温度梯度作用下，盐渍土路基内水盐向上迁移，盐分在泡沫多孔隔断层内部聚集，而其多孔结构又提供了储盐和盐胀空间。另外，由于多孔结构较低的热传导性，导致隔断层有较好的保温效果，进一步限制了盐渍土内部的水盐向上迁移，从而达到盐渍土资源化利用及保障路基稳定性的目的。该技术已成功应用于乌鲁木齐绕城高速公路，现场示范工程长期监测结果显示利用效果良好。 研究成果发表于《Bulletin of Engineering Geology and the Environment》、《岩石力学与工程学报》、《岩土力学》等期刊，授权发明专利3项。研究工作得到了国家自然科学基金项目（42477205）、湖北省自然科学基金创新群体项目（2023AFA019）、岩土力学与工程安全重点实验室揭榜挂帅项目（SKLGME-JBGS2403）的资助。 论文链接： https://link.springer.com/article/10.1007/s10064-024-03938-w https://link.cnki.net/urlid/42.1397.O3.20241210.1336.001 http://ytlx.whrsm.ac.cn/CN/10.16285/j.rsm.2023.0788
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  • 《武汉岩土所在大规模地下储氢经济性研究方面取得进展》
    • 来源专题：岩土力学与工程信息资源网
    • 编译者：李娜娜
    • 发布时间：2025-09-22
    • 氢能是未来全球极具发展潜力的清洁能源，不仅能平抑太阳能和风能等新能源的波动性与间歇性，还能作为大规模储能的载体，已成为国际能源领域的研究热点。储氢是连接氢能上下游产业的重要枢纽，缺乏大规模储氢技术是制约氢能产业高质量发展的瓶颈。小规模和中等规模的氢存储难以满足区域能源调峰、国家战略储备及能源结构转型的需求。盐穴、枯竭气藏和衬砌硐室等地下储氢方式，被视为实现大规模储氢的优良解决方案，已成为国内外储氢领域的研究热点。然而，面向工程决策的系统性经济评估仍相对薄弱，缺乏在统一分析框架下针对不同储氢方案及关键成本影响因素的研究，这些问题限制了技术成果的工程化推广，亟需开展深入研究以支撑地质储氢基础设施的建设与布局。 中国科学院武汉岩土力学研究所杨春和院士团队，开展了大规模地下储氢经济性研究，通过分析盐穴、枯竭气藏和衬砌硐室等三类典型储氢场景下的关键成本因素，构建出面向三类典型场景的全生命周期储氢成本计算模型。研究统筹考虑缓冲气投资、地下工程成本与地面设施成本，并在典型工况下对储氢规模与注采频率进行敏感性分析，以平准化储氢成本（LCOHS）量化不同方案的经济性，进而提出不同地质储氢场景下储氢规模与注采频率的优化建议。论文中提出的储氢成本评估框架，可为与氢能相关的区域能源系统发展、能源资源配置优化及国家能源储备体系完善提供科学支撑。 研究表明，长周期储氢场景下地下储氢技术，相比于地面储氢表现出显著的成本竞争力。研究发现，三类典型地下储氢技术及其经济性特点包括：①盐穴储氢具备大规模多循环注采能力，采用天然盐岩封存高纯度氢气，灵活的注采性能使其适用于多种应用场景，随注采频率提高及储氢量增大，其平准化成本显著降低；②枯竭气藏更适配季节性与超大规模储氢，采用氢气与天然气混合储存，合理控制注采速度从而确保储层稳定性与密封性是关键，平准化成本保持较低水平；③衬砌硐室储氢更适合中等规模与高频循环注采氢场景，可储存高纯度氢气且选址相对灵活，若仅用于季节性存储，其经济性相对受限，但提高注采频率可具备较强竞争力。
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