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    核电工程岩体爆破动力灾害防控理论及关键技术

    发布时间 :2023-01-04

    一 、成果简介

    积极发展核电是优化我国能源结构 、保持和提高国家核威慑能力的重大战略举措 。目前我国已建成40余台 、在建和拟建50余台核电机组 ,总装机容量超过1亿千瓦 ,建设规模居世界第一 。

    我国核电工程岩体爆破开挖特点 :爆破施工时间长 ,施工时间10年左右 ,贯穿多台核电机组分期建设和运营全过程 。控制爆破难度大 ,建基面基岩爆破损伤深度要求控制在10cm量级 ,明显高于一般工程;临近运营核电站爆破振动要求为一般建筑1/251/125 ,远远严于一般民用建筑 。岩体爆破损伤和振动灾害控制是我国核电工程安全建设面临的重大技术挑战 !

    成果针对核电工程基础爆破施工诱发的基岩爆破动力损伤以及爆破振动灾害评价和控制难题 ,通过室内实验 、现场实验 、理论分析及数值模拟等多种手段 ,开展了岩石动态力学特性及破坏机制表征 、爆破振动传播规律及影响因素描述 、岩体爆破动力灾害控制与监测预警三个方面的研究工作 ,形成了核电工程岩体爆破动力灾害防控理论 、方法和技术的系统研究成果 。研究成果在采用不同技术路线(二代CPR 、三代EPR 、三代AP1000 、三代CAP1400 、三代华龙一号 、高温气冷堆)建设的辽宁红沿河 、广东台山 、山东海阳 、广西防城港 、山东石岛湾等所有核电工程得到推广应用 ,产生经济效益2.6亿元 。

    二 、技术创新

    创新一 :发展了岩石动态力学特性率效应分析理论与方法 。

    发展岩石动态力学特性率效应分析理论与方法 ,实现了岩石动态破坏机制和动态力学特性的量化表征 、爆破损伤特性准确描述 。定量揭示破碎块度 、穿晶破坏随应变率变化是岩石强度率效应的内在机制 ,解决岩石强度率效应的统一描述和参数取值难题;提出双标量压 、拉混合型岩体爆破损伤模型 ,更准确反映岩体爆破损伤特征 。

    创新二 :提出了描述多因素影响的岩体爆破振动分析方法与模型 。

    提出考虑多因素影响的岩体爆破振动分析方法与模型 ,实现岩体爆破振动特征的准确描述 。提出基于岩体质量分级指标的爆破振动分析模型 ,精度比国标建议方法提高40%以上;提出考虑台阶 、沟槽 、空腔影响的爆破振动分析模型 ,精度比常规模型提高60%以上 。

    创新三 :研发了岩体爆破损伤和振动灾害评估与预警技术 。

    研发岩体爆破损伤和振动灾害评估与预警技术 ,实现岩体爆破诱发动力灾害的精细和实时控制 。提出不同岩性 、开挖分层以及爆破方式情况下岩体爆破损伤控制方法和标准 ,更精细控制岩体爆破损伤;研发岩体爆破动力灾害评估与预警分析系统 ,能对岩体爆破动力灾害进行实时预测和预警 ,准确度达80%以上 。

    三 、应用示范

    研究成果在国内外著名期刊上发表SCIEI收录论文82篇 ,被SCI论文引用392次 ,被CNKI论文引用1024次 。项目完成人任两个SCI收录权威国际杂志副主编和2SCI收录权威国际杂志编委 ,产生了重要的国际影响 。出版专著1部 ,授权发明专利8项 、软件著作版权10项 ,主参编国际建议方法 、国内行业协会和学会规范6项 。

    成果在辽宁红沿河 、广东台山等近期建设的所有14个核电工程得到应用 ,并推广应用到大亚湾中微子实验站 、散裂中子源国家大科学装置等20余个重点工程中 ,累计产生经济效益2.6亿元 。

    研究成果为我国核电工程建设提供了范例和指导 ,促进了我国岩石力学和工程爆破等学科的发展 ,推动了我国工程岩体爆破技术的进步 。

     

     

     

     

     

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