2018年四川科學技術獎勵提名公示內容

2018年四川省科學技術獎勵提名公示內容序號提名獎種四川省科技進步獎--自然科學類項目名稱汶川地震山嶺隧道震害形成機理與控制理論主要完成人高波，王崢崢，申玉生，朱長安主要完成單位西南交通大學、大連理工大學、四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設計研究院提名單位（專家）意見西南交通大學我單位認真審閱了該項目提名書及附件材料，確認全部材料真實有效，相關欄目符合填寫要求。按照要求，我單位和完成人所在單位都已對該項目進行了公示，目前無異議。該項目圍繞汶川地震山嶺隧道震害形成機理與控制理論開展研究，取得了多項重大創(chuàng)新和技術突破，揭示了汶川地震山嶺隧道震害形成機理，建立了完整的山嶺隧道抗震減震控制的理論體系，很好地解決了強震區(qū)山嶺隧道的抗震問題。該項目研究成果豐富、系統(tǒng)、原創(chuàng)性突出，其成果應用于雅西高速公路震區(qū)隧道工程和廣甘高速公路震區(qū)隧道工程，分別經受住了兩次強震（2013年4月20日雅安地震和2017年8月8日九寨溝地震）的考驗，有力保障了震后救援和重建工作的順利開展，產生了巨大的社會效益。提名該項目為四川省科技進步獎自然科學類一等獎。項目簡介本項目結合國家“一帶一路”和西部大開發(fā)戰(zhàn)略需求，緊密結合高地震烈度隧道工程建設中亟待解決的關鍵科學技術問題，以汶川地震區(qū)山嶺隧道工程為研究對象，從多學科交叉的視角，系統(tǒng)地進行了汶川地震山嶺隧道震害形成機理與控制理論的基礎研究。主要研究內容如下：（1）從汶川地震隧道震害現象提出了瑞利波作用造成隧道破壞的問題；突破瑞利波在時域分析的局限性，基于域縮減波動輸入法和子模型的多尺度建模方法，解決了隧道地震反應瑞利波波動輸入的問題；進而探明了瑞利波作用下洞口淺埋段裂縫發(fā)展和損傷演化過程，再現了汶川地震龍溪隧道洞口淺埋段震害現象，揭示了瑞利波作用下隧道洞口淺埋段地震災變機理。（2）提出了地震與活動斷層的耦合效應問題，建立了隧道-圍巖-斷層體系的多體相互作用模型，探明了地震與活動斷層的耦合作用下隧道-圍巖-斷層體系的失效模式及發(fā)生條件，實現了典型災害過程的模擬，揭示了山嶺隧道跨斷層段地震災變機理。（3）基于Fourier-Bessel函數展開法，推導出瑞利波、P波、SV波入射下淺埋圓形復合式襯砌隧道動應力集中系數級數解析解，得到了不同類型地震波引起隧道襯砌動應力集中系數分布，與汶川地震隧道襯砌破壞形態(tài)吻合，進而揭示了汶川地震隧道襯砌破壞機理。（4）推導出隧道圍巖、抗（減）震層和襯砌的剛度匹配關系，建立了圍巖-抗（減）震層-襯砌體系動力相互作用的理論模型；通過引入位移綜合傳遞系數，探明了材料剛度和阻尼對體系動力相互作用的影響，得到了抗（減）震層最優(yōu)參數區(qū)間。（5）針對山嶺隧道抗震風險的隨機性與模糊性特點，提出了山嶺隧道震害分級標準，建立了基于模糊理論的山嶺隧道抗震風險評估模型；通過統(tǒng)計分析汶川地震中山嶺隧道震害數據及基礎資料，提出了震害分級具體指標，建立了山嶺隧道震害數據庫；應用層次分析法和模糊綜合評估方法，研發(fā)了山嶺隧道地震風險管理系統(tǒng)?？陀^評價1、同行引用及評價該項目8篇代表性論文得到了美國、英國、意大利、韓國、伊朗等國外學者以及同濟大學、臺灣大學、臺北科技大學、中科院武漢巖土所等國內學者的引用和評價。代表性引用如下：（1）伊朗學者Pourzahedi等（2017）在《EngineeringJournal》引用：“WangandZhangcarriedouttheseismicdamageclassificationandtheriskassessmentofoccurringearthquakeonmountaintunnelsandofferedanewmethodtothisaimusingseismicparameters,groundconditionsandstructuraldata”；“newdamageclassificationcriteriontoclassifyandquantifytunneldamage…….Inthisresearch,theyexaminedthebehavioroftunnelsinthegrounds……Accordingly,thisstudycomparedwiththepreviousstudiesconductedinthefieldofseismicdesignoftunnelshasthefollowingadvantages.”（2）韓國漢陽大學Lee等（2016）在《BulletinofEarthquakeEngineering》引用：“WangandZhang(2013)classifytheseismicdamageofmountaintunnels,whichisvalidatedthrough2008Wenchuanearthquake.”引自：LeeTH,ParkD,NguyenDD,etal.Damageanalysisofcut-and-covertunnelstructuresunderseismicloading.BulletinofEarthquakeEngineering,2016,14:413-431.（3）同濟大學袁勇教授（2016）在《JounalofMountainScience》引用：“anewlevelofextremelyseveredamagewasintroducedbyWang(2009),Wangetal.(2013)andShenetal(2014).”；“Table1displaysthedetailsaboutthisclassificationcriterionaccordingtodamageconditions(ModifiedfromWang2009;Wangetal.2013;Shenetal.2014)”；“basedonthedamagelevelclassificationproposedinTable1,thetunnelswereclassifiedintofivedegreesbyWang(2009),Wangetal.(2013)andShenetal.(2014),asshowninTable2.”（4）英國Bensaibi教授等（2014）在第二屆歐洲地震工程與地質學會議上的文章引用：“Thismethodconsistsingatheringquantitativeinformationtoidentifysignificantparametersintermsofvulnerability（D’Anderaetal.,2006）andseismiccharacteristcsofthesite（WangandZhang，2013）”.2、應用證明及評價應用證明及評價一：本科研項目成果應用于廣甘高速公路震區(qū)隧道工程，工程主管單位評價為：“該科研項目成果為廣甘高速公路隧道的建設提供了強有力的技術支撐，為確保本項目的運營安全提供了技術保障。2017年8月8日九寨溝7.0級大地震后，經現場調查，災區(qū)隧道均未出現震害，保障了抗震救援和災后重建工作的順利開展?！睉米C明及評價二：本科研項目成果應用于雅西高速公路震區(qū)隧道工程，工程主管單位評價為“研究成果在本工程項目隧道中得到有效實施應用，并經受住了2013年4月20日雅安地震（里氏7.0級）的考驗，地震區(qū)隧道均未見裂縫、垮塌等震害，有力保障了抗震救災的生命線暢通，達到了預期效果。”推廣應用情況在科研項目的理論支撐下，積極推進該項目研究成果的工程應用。本科研項目成果成功應用于雅西高速公路震區(qū)隧道工程和廣甘高速公路震區(qū)隧道工程。應用工程分別經受住了2013年4月20日雅安大地震和2017年8月8日九寨溝大地震的考驗，有力保障了抗震救援和災后重建工作的順利開展，達到了預期的抗震減震效果。主要知識產權證明目錄（不超過8篇）序號論文專著名稱/刊名/作者影響因子年卷頁碼（xx年xx卷xx頁）發(fā)表時間（年月日）通訊作者（含共同）第一作者（含共同）國內作者SCI他引次數他引總次數知識產權是否歸國內所有1InvestigationandassessmentonmountaintunnelsandgeotechnicaldamageaftertheWenchuanearthquake/ScienceinChinaSeriesE:TechnologicalSciences/WangZZ,GaoB,JiangYJ,YuanS.1.7192009年52卷546-558頁2009年2月1日王崢崢王崢崢王崢崢，高波，姜元俊，袁松5959是2Seismicdamageclassificationandriskassessmentofmountaintunnelswithavalidationforthe2008Wenchuanearthquake/SoilDynamicsandEarthquakeEngineering/WangZZ,ZhangZ.1.5452013年52卷546-558頁2013年2月1日王崢崢王崢崢王崢崢，張哲4747是3SeismicdamagemechanismanddynamicdeformationcharacteristicanalysisofmountaintunnelafterWenchuanearthquake/EngineeringGeology/ShenYS,GaoB,YangXM,TaoSJ2.5692014年180卷85-98頁2014年10月8日申玉生申玉生申玉生，高波，楊曉明，陶雙江2424是4DamageEvolutionofTunnelPortalduringtheLongitudinalPropagationofRayleighWaves/NaturalHazards/WuD,GaoB,ShenYS,ZhouJM,ChenGH1.8332015年75卷2519-2543頁2015年2月1日吳冬吳冬吳冬，高波，申玉生，周佳媚，陳貴紅44是5Modelteststudyonthedynamicresponseoftheportalsectionofparalleltwotunnelsinaseismicallyactivearea/TunnellingandUndergroundSpaceTechnology/SunTC,YueZR,GaoB,LiQ,ZhangYG.2.1922011年26卷391-397頁2011年3月1日孫鐵成孫鐵成孫鐵成，岳祖潤，高波,李強，張云崗1010是6汶川地震公路隧道震害啟示/西南交通大學學報/高波，王崢崢，袁松，申玉生1.6152009年44卷336-341頁2009年6月15日王崢崢高波高波，王崢崢，袁松，申玉生/155是7跨斷層隧道設置常規(guī)抗減震措施振動臺試驗研究/巖石力學與工程學報/信春雷，高波，周佳媚，申玉生2.8672014年33卷2047-2055頁2014年10月1日信春雷信春雷信春雷，高波，周佳媚，申玉生/6是8山嶺隧道抗震設計理論與實踐/中國建筑工業(yè)出版社/王崢崢，孫鐵成，高波/2014年3月1日2014年3月1日王崢崢王崢崢王崢崢，孫鐵成，高波/1是合計144306主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻西南交通大學項目負責單位，總體科研方案設計，協(xié)調各單位合作。提出了瑞利波作用造成隧道破壞的問題，突破瑞利波在時域分析的局限性，基于域縮減波動輸入法和子模型的多尺度建模方法，解決了隧道地震反應瑞利波波動輸入的問題。主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻大連理工大學提出了地震與活動斷層的耦合效應問題，建立了隧道-圍巖-斷層體系的多體相互作用模型；提出了山嶺隧道震害分級標準，建立了基于模糊理論的山嶺隧道抗震風險評估模型，研發(fā)了山嶺隧道地震風險管理系統(tǒng)。主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻西南交通大學研發(fā)了可以實現斷層錯動與地震耦合作用的振動臺模型實驗裝置，參與推導了瑞利波、P波、SV波入射下淺埋圓形復合式襯砌隧道動應力集中系數級數解析解。主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設計研究院分析了地震與活動斷層耦合作用下山嶺隧道破壞形態(tài)與反應規(guī)律，提出了評價襯砌開裂與損傷程度的裂縫開口寬度和動力損傷指數。主要完成人情況姓名高波性別男排名1行政職務無技術職稱教授最高學歷博士研究生最高學位博士工作單位西南交通大學完成單位西南交通大學對本項目技術創(chuàng)造性貢獻總體方案設計和實施,提出了瑞利波作用造成隧道破壞的問題；突破瑞利波在時域分析的局限性，基于域縮減波動輸入法和子模型的多尺度建模方法，解決了隧道地震反應瑞利波波動輸入的問題。姓名王崢崢性別男排名2行政職務無技術職稱副教授最高學歷博士研究生最高學位博士工作單位大連理工大學完成單位大連理工大學對本項目技術創(chuàng)造性貢獻提出了地震與活動斷層的耦合效應問題，建立了隧道-圍巖-斷層體系的多體