Page 5 - 岩石力学与岩石工程学科发展研究报告

岩体结构面参数测量、坡体表面整体变形监测、危岩块体识别以及岩体性质原位测试等勘测方法；

基于钻探技术和钻孔原位勘测，提出了多种提取岩体参数的新方法；基于大型水电工程勘察，提出了
基于地勘数据中心的水电工程地质勘察与分析信息一体化设计方法及其解决方案。
（2）室内测试仪器设备：发展了岩石破裂过程 CT（Computerized Tomography）检测、软岩剪切

测试与岩石蠕变测试技术、现场变形测试、现场弹性波测试与地应力测试技术等；研发了微机控制
电液伺服柔性三轴实验机、中尺寸岩石真三轴试验系统、岩石三轴蠕变试验仪、节理剪切-渗流耦合
试验系统、土石混合体大型土工试验装置、深部隧道框架式真三轴物理试验系统等一系列大型室内
测试设备。

（3）原位试验：相关机构研制了能实现高压加载、复杂应力路径伺服控制的现场岩体真三轴试
验系统、真三轴流变试验系统等大型装备；研发了深孔水下空心包体三维解除法地应力测试方法与

成套技术。
（4）动态设计与反馈分析：提出了水工岩体开挖与支护动态反馈分析方法、复杂环境下岩石工
程安全性（稳定性）的时空预测与分析评估综合集成智能方法。
3、岩石工程开挖与加固
（1）煤炭开采：基于“切顶短臂梁”理论的切顶卸压无煤柱自成巷开采 110 新工法（通过沿空

侧切顶自动成巷实现了 1 个工作面只配套掘进 1 条巷道，同时取消了煤柱留设），作为一项煤炭行业
内的重大突破，自 2009 年首次在四川白皎煤矿中厚煤层开采成功实施后，近年来，推广应用于薄煤
层、厚煤层等不同开采条件，为煤炭资源的安全高效开采提供了一条崭新的解决方案，被称为我国

矿业技术变革的第三次探索。该技术已被写入《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的
意见》、《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》和《中国制造 2025——能源装备实施方案》，对于
保障我国能源安全具有重大战略意义和广阔的发展前景。
（2）水电工程：针对大型水电工程基础开挖问题，研究揭示了大开挖方案的卸载效应，提出了

一种解释大变形与边坡稳定的共轭变形机制，建立了基于岩石强度应力比的地应力折减标准，研发
了基于复杂坝基开挖保护与处理全过程的监测评估、预报预警、决策支持的数字化管理系统。
（3）工程加固：针对传统锚杆对节理岩体的锚固机理和特性，提出了主控裂纹的概念，研究了

裂隙角度和侧向应力大小对锚固岩块的锚固效应，建立了节理锚固锚杆在剪切荷载作用下的变形模
型。针对传统锚杆不能适应岩体大变形而出现的破断失效问题，研发了具有超常力学特性的恒阻大
变形锚杆/索支护新材料，既具有恒阻条件下抵抗变形的功能，又具有抵抗冲击变形能量的功能，其

恒阻值及恒阻运行长度等物理力学参数均居于国际领先地位。
4、岩石工程的监测和预警
（1）边坡（滑坡）监测：研发的基于边坡深部滑动面上滑动力变化的远程实时监测系统具有集
加固、监测、控制和预报多项功能的独特优点，实践中取得了能准确的预报滑坡的良好效果，起到

了为矿山安全开采保驾护航的重要作用。
（2）地下工程监测：在岩爆机理及特征研究方面，研发了应变岩爆力学试验系统和冲击岩爆力
学试验系统，代表了目前岩爆试验的先进水平；结合声发射和微震监测技术，揭示不同类型（即时型、

时滞型）岩爆孕育过程中微震信息演化特征和规律及其差异性。在监测技术方面，研制了一套国内首
台具有自主知识产权的矿区千米尺度破坏性矿震监测定位系统，研发了基于多元地球物理信息融合
与联合反演理论的综合超前地质预报技术以及基于约束联合反演理论的综合预报方法。

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