申報主題為西部地質(zhì)環(huán)境脆弱區(qū)灌漿加固與生態(tài)修復(fù)研究

1、 成都理工大學(xué)申報2018年度“中國發(fā)明學(xué)會發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎”，申報主題為“西部地質(zhì)環(huán)境脆弱區(qū)灌漿加固與生態(tài)修復(fù)研究”。附件1發(fā)明創(chuàng)業(yè)成果獎提名書 一、項目基本情況序號：提 名 者項目名稱西部地質(zhì)環(huán)境脆弱區(qū)灌漿加固與生態(tài)修復(fù)研究主要完成人裴向軍 張曉超 裴鉆 周立宏 葉長文 張國華主要完成單位成都理工大學(xué)通訊地址（郵編）四川省成都市成華區(qū)二仙橋東三路1號聯(lián)系人姓名張曉超電箱31685032學(xué)科領(lǐng)域（在所屬領(lǐng)域后面）農(nóng)林養(yǎng)殖醫(yī)藥衛(wèi)生國土資源環(huán)境水利輕工紡織化 工材料與冶金機(jī)械與動力電子信息工程建設(shè)工人農(nóng)民所屬國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)（按照國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類2017）工程和技術(shù)研究和試驗發(fā)展

2、任務(wù)來源部委計劃, 國家自然科學(xué)基金, 其它具體計劃、基金的名稱和編號（不超過5項）：1) 國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（No. 2017YFC1501000）：強(qiáng)震山區(qū)特大地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)機(jī)理與長期效應(yīng)研究2) 國家自然科學(xué)基金（No.41672362）：納米復(fù)合水泥漿液低溫水化過程與流變/凝固特性研究3) 國家自然科學(xué)基金（No.40402025）：基于粘時變性動水灌漿擴(kuò)散與固結(jié)研究4）國家自然科學(xué)基金（No. 41702318），纖維素類固化劑加固砂土邊坡作用機(jī)理及抗沖蝕效應(yīng)研究5）國家自然科學(xué)基金項目（No.41702335）：強(qiáng)震過程非飽和黃土孔壓響應(yīng)規(guī)律及液化評判方法研究授權(quán)發(fā)明專利（項）23授權(quán)

3、的其他知識產(chǎn)權(quán)（項）30項目起止時間起始： 年 月 日完成： 年 月 日 中國發(fā)明協(xié)會制二、項目簡介自上世紀(jì)50年代以來，巖土體灌漿技術(shù)在我國水利水電、公路、鐵路、地質(zhì)災(zāi)害防治等多個領(lǐng)域應(yīng)用并發(fā)揮了重要作用。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國年灌漿量超過1億噸，占全球工程量的50%以上。西部大開發(fā)實(shí)施以來，“西電東送”水電能源基地、西氣東輸、南水北調(diào)及“一帶一路”交通大通道等工程建設(shè)中，大量灌漿工程中經(jīng)常遇到大漏失通道、高壓涌水及溶洞等復(fù)雜地層，出現(xiàn)“灌不住、順縫跑”，導(dǎo)致灌漿效果差、灌漿質(zhì)量不能滿足工程運(yùn)行，甚至部分工程報廢。同時，人類活動使得生態(tài)環(huán)境惡化，人與自然的和諧發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。項目組以青藏高

4、原及其東南緣重大基礎(chǔ)工程設(shè)施建設(shè)為依托，在國家自然科學(xué)基金委、有關(guān)部委及地方政府的支持下，針對壩基滲漏、隧道突水、建筑物地基滲漏、震裂山體加固、高邊坡生態(tài)修復(fù)等工程難題，持續(xù)開展了十余年研究工作，在水泥-外摻劑體系水化機(jī)理、粘度時變系列灌漿材料創(chuàng)制、漿液擴(kuò)散設(shè)備及機(jī)具等方面，取得了一批原創(chuàng)性的、填補(bǔ)國際空白的學(xué)術(shù)成果與技術(shù)發(fā)明： 1）首次發(fā)現(xiàn)改性纖維素鈉在水泥顆粒表面溶解成膜，提出了水泥-外摻劑水化過程的溶劑化膜理論，為粘度時變創(chuàng)制奠定了理論基礎(chǔ)，確定了改性纖維鈉0.020.1、合成鈣硅質(zhì)早強(qiáng)劑0.52、酰胺類聚合物穩(wěn)定劑0.050.1等組份。 2）發(fā)明了初始流動度大、可灌性好，臨近可泵期粘度

5、突增的SJP水泥基灌漿材料，破解了水泥基速凝灌漿材料早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度低這一國際難題。SJP材料初始流動度220260mm，可泵期1090min，初凝4h6h，28d結(jié)石體抗壓強(qiáng)度高出普通水泥漿10%20%、高出水泥-水玻璃雙液35%55%。 3）創(chuàng)制了注漿擴(kuò)散測試系統(tǒng)。模擬漿液地層中的擴(kuò)散半徑與邊界，可實(shí)現(xiàn)090傾角、025mm寬度、01MPa壓力注漿擴(kuò)散測試，控制尺度 6.4 m3.8 m，達(dá)到隱蔽注漿“可視化”目的，搭建設(shè)計與工程施工之間的“橋梁”。 4）研發(fā)了粘度時變灌漿加固設(shè)備與機(jī)具，提高了復(fù)雜地層灌漿適應(yīng)性與效率，實(shí)現(xiàn)灌漿施工由“粗放型”向“精細(xì)化”轉(zhuǎn)化。相比常規(guī)灌漿方法，水泥用

6、量可減少30%50%、工效提高40%-60%，有些工程減少水泥量高達(dá)90%。 授權(quán)發(fā)明專利23項、實(shí)用新型專利30項，核心專利獲第十五屆中國專利金獎、首屆四川省專利特等獎；產(chǎn)品注冊商標(biāo)2個，列入全國重點(diǎn)推廣低碳項目；成果編入3部國家、行業(yè)規(guī)范。成果2013年獲四川省科技進(jìn)步一等獎、2012年新疆自治區(qū)科技進(jìn)步一等獎，2016年第一完成人獲第九屆全國發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎人物獎。 截止2017年12月底，成果已推廣至國內(nèi)16個省市自治區(qū)，解決了一批灌漿工程難題，如壩高305m的錦屏一級水電站左岸邊坡、海拔4800m的西藏米拉山特長公路隧道、汶川地震震裂山體等灌漿加固。十年來，參與120余項重大工程，據(jù)不完全

7、統(tǒng)計，為企業(yè)新增產(chǎn)值21億元，新增利潤4.6億元。由于工程節(jié)約大量水泥用量，相應(yīng)減少了二氧化碳排量，對保護(hù)生態(tài)環(huán)境有重要意義。附表2 完成人合作關(guān)系說明“西部地質(zhì)環(huán)境脆弱區(qū)長期演化效應(yīng)與生態(tài)修復(fù)技術(shù)”項目研究成果由成都理工大學(xué)的裴向軍、張曉超、裴鉆、周立宏、葉長文、和張國華等人長期合作研發(fā)、共同完成。第1完成人裴向軍、第2完成人張曉超與第3完成人裴鉆合作完成的“粘度時變性灌漿材料擴(kuò)散與固結(jié)研究”項目，共同獲得了2013年度四川省科技進(jìn)步一等獎； 第1完成人裴向軍與第2完成人張曉超，在國內(nèi)外重要期刊共同發(fā)表論文“Experimental case study of seismically ind

8、uced loess liquefaction and landslide”、“Simulation of a flowslide in loess area with significant entrainment using an energy based runout model”、“石碑塬滑坡黃土液化特征及其影響因素研究”和“改性鈉羧甲基纖維素膠結(jié)固化土質(zhì)邊坡機(jī)制與抗沖蝕特性研究”等10余篇。第1完成人裴向軍與第2完成人張曉超共同獲得授權(quán)發(fā)明專利“一種土質(zhì)邊坡護(hù)坡方法”。第1完成人裴向軍與第3完成人裴鉆共同發(fā)表論文“The mechanic model of tension-shear

9、ing landslide triggered by Wenchuan Earthquake”和汶川地震極震區(qū)泥石流動力特征及參數(shù)研究以安縣高川鄉(xiāng)為例”。第1完成人裴向軍與第3完成人裴鉆共同獲得軟件著作權(quán)“散粒體斜坡降雨作用下破壞規(guī)模評價系統(tǒng)軟件著作權(quán)”。第1完成人裴向軍與第5完成人葉長文，共同發(fā)表論文“Mass transfer and equilibrium characteristics of defluorination from groundwater by emulsion liquid membrane”、“Measurement and modeling of density

10、and viscosity of n-Octanol- Kerosene-Phosphoric acid solutions in a temperature range 293.15-333.15 K”和“Development and Characterization of Transparent Waterborne Polyurethane Acrylate/ Fullerenols Thin-Film Nanocomposite as Thermal-insulating Coating”。承諾：本人作為項目第一完成人，對本項目完成人合作關(guān)系及上述內(nèi)容的真實(shí)性負(fù)責(zé)，特此聲明。第一完成

11、人簽名： 完成人合作關(guān)系情況匯總表序號合作方式合作者合作時間合作成果證明材料備注1共同獲獎裴向軍1/ /裴鉆4/張曉超82013“粘度時變性灌漿材料擴(kuò)散與固結(jié)研究”獲四川省科技進(jìn)步一等獎附件J1、J7、J102共同獲獎裴向軍1/ /裴鉆5/張曉超62013“邊坡危巖失穩(wěn)模式及滾石運(yùn)動特征研究”獲國土資源部科學(xué)技術(shù)二等獎附件J8、J113共同獲獎裴向軍3 /裴鉆10/張曉超122014“高陡斜坡危巖體穩(wěn)定性研究”獲中國電建科學(xué)技術(shù)一等獎附件J9、J124共同獲獎裴向軍2 /裴鉆112014“天山公路邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測評價方法與防治技術(shù)研究”獲新疆維吾爾自治區(qū)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎附件J4、J135論文

12、合著裴向軍1/張曉超22017Experimental case study of seismically induced loess liquefaction and landslide附件L16論文合著裴向軍5/張曉超42017A study of a flowslide with significant entrainment in loess areas in China附件L27論文合著裴向軍4/張曉超12014石碑塬滑坡黃土液化特征及其影響因素研究附件L38論文合著裴向軍2/張曉超42014改性鈉羧甲基纖維素膠結(jié)固化土質(zhì)邊坡機(jī)制與抗沖蝕特性研究附件L49論文合著葉長文1/裴向軍32

13、017Mass transfer and equilibrium characteristics of defluorination from groundwater by emulsion liquid membrane附件L510論文合著葉長文1/裴向軍32016Measurement and modeling of density and viscosity of n-Octanol-Kerosene-Phosphoric acid solutions in a temperature range 293.15-333.15 K附件L611論文合著葉長文1/裴向軍32016Development and Characteriz