2025年6月16 -20 日,在挪威特隆赫姆(Trondheim)由國際巖石力學(xué)與巖石工程學(xué)會(ISRM)舉辦的"EUROCK 2025"會議上,中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所的研究成果“巖石復(fù)雜力學(xué)響應(yīng)試驗系統(tǒng)”榮獲2025年度ISRM技術(shù)發(fā)明獎(本年度此類獎項的唯一獲獎成果)。
隨著淺部資源的開采殆盡,深地空間、深部資源和能源高效開發(fā)成為了全球各國的重大戰(zhàn)略需求。然而,深部工程建設(shè)過程中巖爆、突水等災(zāi)害頻發(fā),關(guān)鍵原因在于深部高應(yīng)力高水壓下巖石力學(xué)響應(yīng)極其復(fù)雜,未能精細(xì)全面認(rèn)知,而傳統(tǒng)巖石力學(xué)試驗技術(shù)存在的一系列關(guān)鍵局限,嚴(yán)重制約了深部巖石復(fù)雜力學(xué)響應(yīng)認(rèn)知及災(zāi)害防控技術(shù)發(fā)展,突出表現(xiàn)在:(1)缺乏對深部工程復(fù)雜應(yīng)力條件進(jìn)行精細(xì)力學(xué)試驗的創(chuàng)新技術(shù)體系;(2)缺乏復(fù)雜條件下結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)響應(yīng)試驗技術(shù)與裝備;(3)缺乏對高應(yīng)力高水壓下巖石耦合特性進(jìn)行精細(xì)可視化的定量測定技術(shù)。因此,攻克上述挑戰(zhàn)的關(guān)鍵在于試驗方法和技術(shù)的突破。
武漢巖土所周輝研究員帶領(lǐng)的巖體工程多場耦合效應(yīng)團(tuán)隊歷經(jīng)15年科研攻關(guān),取得了系列突破性成果。發(fā)明了復(fù)雜應(yīng)力條件下巖石精細(xì)力學(xué)試驗新技術(shù)與關(guān)鍵裝備,實現(xiàn)了對深部巖體典型復(fù)雜應(yīng)力路徑和應(yīng)力狀態(tài)的精細(xì)力學(xué)試驗,解決了應(yīng)力主軸旋轉(zhuǎn)及拉剪條件下巖石剪切力學(xué)特性與機(jī)制的技術(shù)難題;發(fā)明了復(fù)雜條件下結(jié)構(gòu)面剪切力學(xué)響應(yīng)試驗新技術(shù)與關(guān)鍵裝備,實現(xiàn)了對深部圍巖復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)與加卸載條件的合理試驗?zāi)M,形成了從巖石剪切→節(jié)理裂隙剪切→斷層蠕滑錯動的多尺度創(chuàng)新試驗技術(shù)體系;發(fā)明了高應(yīng)力高水壓巖石流固耦合精細(xì)可視化試驗新技術(shù)與系列關(guān)鍵裝備,實現(xiàn)了宏觀耦合特性的高精度試驗與細(xì)觀機(jī)制的精細(xì)可視化測定,解決了巖石流固耦合宏觀規(guī)律與細(xì)觀機(jī)制試驗研究長期脫節(jié)等關(guān)鍵技術(shù)難題。
相關(guān)技術(shù)與裝備推廣至同濟(jì)大學(xué)、山東大學(xué)、重慶大學(xué)等多家國內(nèi)外知名高校和科研院所,并廣泛應(yīng)用于水利水電、交通、礦山、核電等領(lǐng)域,包括滇中引水、白鶴灘水電站、高黎貢山隧道等40余個國家重點工程。
國際巖石力學(xué)與巖石工程學(xué)會(International Society for Rock Mechanics and Rock Engineering,ISRM)設(shè)立“ISRM科學(xué)技術(shù)獎(ISRM Science and Technology Awards)”,包含“科學(xué)成就獎(Science Achievement Award)”和“技術(shù)發(fā)明獎(Technological Innovation Award)”兩個子獎項,技術(shù)發(fā)明獎全球每兩年評審一次。設(shè)立該獎項的宗旨是表彰在巖石力學(xué)和巖石工程領(lǐng)域?qū)茖W(xué)技術(shù)做出杰出貢獻(xiàn)的ISRM個人或團(tuán)體會員。


巖石空心圓柱扭剪試驗系統(tǒng)

巖石結(jié)構(gòu)面多功能環(huán)剪力學(xué)試驗系統(tǒng)

巖石THMC多場耦合試驗系統(tǒng)