2018年四川科学技术奖励提名公示内容

2018年四川省科学技术奖励提名公示内容序号提名奖种四川省科技进步奖--自然科学类项目名称汶川地震山岭隧道震害形成机理与控制理论主要完成人高波，王峥峥，申玉生，朱长安主要完成单位西南交通大学、大连理工大学、四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院提名单位（专家）意见西南交通大学我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料，确认全部材料真实有效，相关栏目符合填写要求。按照要求，我单位和完成人所在单位都已对该项目进行了公示，目前无异议。该项目围绕汶川地震山岭隧道震害形成机理与控制理论开展研究，取得了多项重大创新和技术突破，揭示了汶川地震山岭隧道震害形成机理，建立了完整的山岭隧道抗震减震控制的理论体系，很好地解决了强震区山岭隧道的抗震问题。该项目研究成果丰富、系统、原创性突出，其成果应用于雅西高速公路震区隧道工程和广甘高速公路震区隧道工程，分别经受住了两次强震（2013年4月20日雅安地震和2017年8月8日九寨沟地震）的考验，有力保障了震后救援和重建工作的顺利开展，产生了巨大的社会效益。提名该项目为四川省科技进步奖自然科学类一等奖。项目简介本项目结合国家“一带一路”和西部大开发战略需求，紧密结合高地震烈度隧道工程建设中亟待解决的关键科学技术问题，以汶川地震区山岭隧道工程为研究对象，从多学科交叉的视角，系统地进行了汶川地震山岭隧道震害形成机理与控制理论的基础研究。主要研究内容如下：（1）从汶川地震隧道震害现象提出了瑞利波作用造成隧道破坏的问题；突破瑞利波在时域分析的局限性，基于域缩减波动输入法和子模型的多尺度建模方法，解决了隧道地震反应瑞利波波动输入的问题；进而探明了瑞利波作用下洞口浅埋段裂缝发展和损伤演化过程，再现了汶川地震龙溪隧道洞口浅埋段震害现象，揭示了瑞利波作用下隧道洞口浅埋段地震灾变机理。（2）提出了地震与活动断层的耦合效应问题，建立了隧道-围岩-断层体系的多体相互作用模型，探明了地震与活动断层的耦合作用下隧道-围岩-断层体系的失效模式及发生条件，实现了典型灾害过程的模拟，揭示了山岭隧道跨断层段地震灾变机理。（3）基于Fourier-Bessel函数展开法，推导出瑞利波、P波、SV波入射下浅埋圆形复合式衬砌隧道动应力集中系数级数解析解，得到了不同类型地震波引起隧道衬砌动应力集中系数分布，与汶川地震隧道衬砌破坏形态吻合，进而揭示了汶川地震隧道衬砌破坏机理。（4）推导出隧道围岩、抗（减）震层和衬砌的刚度匹配关系，建立了围岩-抗（减）震层-衬砌体系动力相互作用的理论模型；通过引入位移综合传递系数，探明了材料刚度和阻尼对体系动力相互作用的影响，得到了抗（减）震层最优参数区间。（5）针对山岭隧道抗震风险的随机性与模糊性特点，提出了山岭隧道震害分级标准，建立了基于模糊理论的山岭隧道抗震风险评估模型；通过统计分析汶川地震中山岭隧道震害数据及基础资料，提出了震害分级具体指标，建立了山岭隧道震害数据库；应用层次分析法和模糊综合评估方法，研发了山岭隧道地震风险管理系统。客观评价1、同行引用及评价该项目8篇代表性论文得到了美国、英国、意大利、韩国、伊朗等国外学者以及同济大学、台湾大学、台北科技大学、中科院武汉岩土所等国内学者的引用和评价。代表性引用如下：（1）伊朗学者Pourzahedi等（2017）在《EngineeringJournal》引用：“WangandZhangcarriedouttheseismicdamageclassificationandtheriskassessmentofoccurringearthquakeonmountaintunnelsandofferedanewmethodtothisaimusingseismicparameters,groundconditionsandstructuraldata”；“newdamageclassificationcriteriontoclassifyandquantifytunneldamage…….Inthisresearch,theyexaminedthebehavioroftunnelsinthegrounds……Accordingly,thisstudycomparedwiththepreviousstudiesconductedinthefieldofseismicdesignoftunnelshasthefollowingadvantages.”（2）韩国汉阳大学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）同济大学袁勇教授（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）英国Bensaibi教授等（2014）在第二届欧洲地震工程与地质学会议上的文章引用：“Thismethodconsistsingatheringquantitativeinformationtoidentifysignificantparametersintermsofvulnerability（D’Anderaetal.,2006）andseismiccharacteristcsofthesite（WangandZhang，2013）”.2、应用证明及评价应用证明及评价一：本科研项目成果应用于广甘高速公路震区隧道工程，工程主管单位评价为：“该科研项目成果为广甘高速公路隧道的建设提供了强有力的技术支撑，为确保本项目的运营安全提供了技术保障。2017年8月8日九寨沟7.0级大地震后，经现场调查，灾区隧道均未出现震害，保障了抗震救援和灾后重建工作的顺利开展。”应用证明及评价二：本科研项目成果应用于雅西高速公路震区隧道工程，工程主管单位评价为“研究成果在本工程项目隧道中得到有效实施应用，并经受住了2013年4月20日雅安地震（里氏7.0级）的考验，地震区隧道均未见裂缝、垮塌等震害，有力保障了抗震救灾的生命线畅通，达到了预期效果。”推广应用情况在科研项目的理论支撑下，积极推进该项目研究成果的工程应用。本科研项目成果成功应用于雅西高速公路震区隧道工程和广甘高速公路震区隧道工程。应用工程分别经受住了2013年4月20日雅安大地震和2017年8月8日九寨沟大地震的考验，有力保障了抗震救援和灾后重建工作的顺利开展，达到了预期的抗震减震效果。主要知识产权证明目录（不超过8篇）序号论文专著名称/刊名/作者影响因子年卷页码（xx年xx卷xx页）发表时间（年月日）通讯作者（含共同）第一作者（含共同）国内作者SCI他引次数他引总次数知识产权是否归国内所有1InvestigationandassessmentonmountaintunnelsandgeotechnicaldamageaftertheWenchuanearthquake/ScienceinChinaSeriesE:TechnologicalSciences/WangZZ,GaoB,JiangYJ,YuanS.1.7192009年52卷546-558页2009年2月1日王峥峥王峥峥王峥峥，高波，姜元俊，袁松5959是2Seismicdamageclassificationandriskassessmentofmountaintunnelswithavalidationforthe2008Wenchuanearthquake/SoilDynamicsandEarthquakeEngineering/WangZZ,ZhangZ.1.5452013年52卷546-558页2013年2月1日王峥峥王峥峥王峥峥，张哲4747是3SeismicdamagemechanismanddynamicdeformationcharacteristicanalysisofmountaintunnelafterWenchuanearthquake/EngineeringGeology/ShenYS,GaoB,YangXM,TaoSJ2.5692014年180卷85-98页2014年10月8日申玉生申玉生申玉生，高波，杨晓明，陶双江2424是4DamageEvolutionofTunnelPortalduringtheLongitudinalPropagationofRayleighWaves/NaturalHazards/WuD,GaoB,ShenYS,ZhouJM,ChenGH1.8332015年75卷2519-2543页2015年2月1日吴冬吴冬吴冬，高波，申玉生，周佳媚，陈贵红44是5Modelteststudyonthedynamicresponseoftheportalsectionofparalleltwotunnelsinaseismicallyactivearea/TunnellingandUndergroundSpaceTechnology/SunTC,YueZR,GaoB,LiQ,ZhangYG.2.1922011年26卷391-397页2011年3月1日孙铁成孙铁成孙铁成，岳祖润，高波,李强，张云岗1010是6汶川地震公路隧道震害启示/西南交通大学学报/高波，王峥峥，袁松，申玉生1.6152009年44卷336-341页2009年6月15日王峥峥高波高波，王峥峥，袁松，申玉生/155是7跨断层隧道设置常规抗减震措施振动台试验研究/岩石力学与工程学报/信春雷，高波，周佳媚，申玉生2.8672014年33卷2047-2055页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山岭隧道抗震设计理论与实践/中国建筑工业出版社/王峥峥，孙铁成，高波/2014年3月1日2014年3月1日王峥峥王峥峥王峥峥，孙铁成，高波/1是合计144306主要完成单位及创新推广贡献主要完成单位及创新推广贡献西南交通大学项目负责单位，总体科研方案设计，协调各单位合作。提出了瑞利波作用造成隧道破坏的问题，突破瑞利波在时域分析的局限性，基于域缩减波动输入法和子模型的多尺度建模方法，解决了隧道地震反应瑞利波波动输入的问题。主要完成单位及创新推广贡献大连理工大学提出了地震与活动断层的耦合效应问题，建立了隧道-围岩-断层体系的多体相互作用模型；提出了山岭隧道震害分级标准，建立了基于模糊理论的山岭隧道抗震风险评估模型，研发了山岭隧道地震风险管理系统。主要完成单位及创新推广贡献西南交通大学研发了可以实现断层错动与地震耦合作用的振动台模型实验装置，参与推导了瑞利波、P波、SV波入射下浅埋圆形复合式衬砌隧道动应力集中系数级数解析解。主要完成单位及创新推广贡献四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院分析了地震与活动断层耦合作用下山岭隧道破坏形态与反应规律，提出了评价衬砌开裂与损伤程度的裂缝开口宽度和动力损伤指数。主要完成人情况姓名高波性别男排名1行政职务无技术职称教授最高学历博士研究生最高学位博士工作单位西南交通大学完成单位西南交通大学对本项目技术创造性贡献总体方案设计和实施,提出了瑞利波作用造成隧道破坏的问题；突破瑞利波在时域分析的局限性，基于域缩减波动输入法和子模型的多尺度建模方法，解决了隧道地震反应瑞利波波动输入的问题。姓名王峥峥性别男排名2行政职务无技术职称副教授最高学历博士研究生最高学位博士工作单位大连理工大学完成单位大连理工大学对本项目技术创造性贡献提出了地震与活动断层的耦合效应问题，建立了隧道-围岩-断层体系的多体