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程谦恭团队国家自然科学基金重点项目结题验收获得优秀

  作者:地质工程系     日期:2021-05-25   点击数:  

2021524-25日,国家自然科学基金委员会地球科学部在北京会议中心召开国家自然科学基金“人类活动对环境影响的机理”领域2015年度立项重点项目结题验收会。我院程谦恭教授作为国家自然科学基金重点项目川藏铁路高山峡谷区高速远程滑坡自激振动悬浮减阻、流变转化停积就位及阻滞耗能复合防控机理研究的项目负责人,全程参加会议并从任务完成情况、取得的主要进展与代表性成果、人才培养、国际合作与交流的成效以及资助经费的使用情况五个方面进行了结题汇报工作。经过结题成果汇报、专家组质询以及讨论与投票等环节,程谦恭团队国家自然科学基金重点项目结题验收获得优秀。

本项目完成了超7万公里的高速远程滑坡野外工程地质调查、1000余组高速远程滑坡岩土体物理力学实验和动力学实验、近1000组高速远程滑坡动力学过程物理模型实验,系列高速远程滑坡全过程数值模拟和深入理论分析,研究了青藏高原东南缘巨型高速远程滑坡动力学机理,取得了一系列具有重要国际学术影响力和重大工程应用价值的创新性成果。发表论文61篇(第一标注28篇,第二标注17篇),其中SCI收录35篇(Nature Index期刊3篇,中科院分区TOP期刊14篇,JCR一区期刊24篇),EI收录10篇;主要研究成果发表于国际地球科学与工程地质领域顶级期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》(3篇)、《Landslides》(7篇)、《Geomorphology》(2篇)、《Engineering Geology》(1篇)上;授权国家发明专利2项,实用新型专利7项,登记软件著作权2项。主要科学贡献有以下几个方面:

1)精细刻画了青藏高原高山峡谷区不同工程地质背景下巨型高速远程滑坡的平面分区和竖向分带堆积特征,找出了高速远程滑坡的运动与演化规律,揭示了巨型高速远程滑坡“相变转化停积就位过程”,解决了高速远程滑坡运动模型建立的难题;

2)率先实现了高速远程滑坡动态摩擦系数与滑体体积间定量化关系的数学表征,创新性发现滑体基底层内部摩擦生热所引起的热孔压效应与基底层渗透性随正应力而降低的协同作用是导致高速远程滑坡呈现体积效应的重要原因,揭示了高速远程滑坡基底层速率/应力相依摩阻弱化机理,破解了高速远程滑坡体积效应这一百年来悬而未决的科学难题;

3)全面再现了三维真实地形条件下滑坡碎屑的流态化运动全过程,揭示了滑坡碎屑沿真实三维地形下流态化运动与堆积特征的物理力学机制,首次实现了碎屑流运动过程中颗粒间动量传递机理的定量化计算;

4)探明了滑坡体运动过程中的动力破碎模式,提出了滑坡动力破碎扩散模型,实现了实验尺度下滑体破碎效应的定量化诠释与表征,揭示了块体动力破碎对高速远程滑坡运动的影响机制;

5)探明了滑坡颗粒流态化运动过程中的速度场、剪切速率等关键流变参数,建立了颗粒流剪切速率与等效摩擦系数、颗粒流流态与堆积特征的定性及定量关系,揭示了高速远程滑坡颗粒流流态变化机制及远程效应;

6)定量分析了不同粒径组成的碎屑流在不同防控条件下的运动演化特征及堆积形态,揭示了滑坡-碎屑流在复合防控下的阻滞耗能机理与停积机制。

项目丰富和发展了高速远程滑坡动力学理论与方法,研究成果得到麦吉尔大学、苏黎世联邦理工学院、成都理工大学、中国科学院等国内外科研机构的引用和跟踪;美国《地球科学与空间科学新闻》(Eos)、英国谢菲尔德大学副校长、地质灾害领域顶级期刊主编等多位著名学者高度评价,认为研究成果是本领域的一项原创性成果,也是研究大规模远程岩屑流的一个里程碑性成果对于滑坡动力学、地震力学以及危险性评估等许多地质学科领域的研究人员均具有指导意义;主要研究成果在2018年全国工程地质学术年会闭幕式总结大会上被工程地质专委会评价为近十年来中国工程地质学最主要的突出进展之一;提出的滑坡动力破碎机制,被国家第二次青藏高原地质环境与地质灾害综合科考(任务九)办公室列为2020年度七大进展成果之一,并在第十一届全国工程地质学术年会闭幕式总结大会上被工程地质专委会评价为我国工程地质学科前沿焦点上的重大进展之一。以上述创新性成果作为主要支撑材料的项目,荣获中国科协2020科创中国榜单先导技术奖。

程谦恭团队成员合影

审  核:翟  琦

编  辑:陈  蝶