刷新纪录！我国科研团队破解工程建设“哥德巴赫猜想”

转自：中国科技网

科技日报记者 吴纯新 通讯员 张亮亮

5月10日，在上海东站东方枢纽工程施工现场，中铁第四勘察设计院集团有限公司（以下简称“铁四院”）实施的深层原位测试现场试验取得突破性进展，扁铲侧胀试验终孔贯入深度达到81.3米，静力触探试验贯入深度达到151.7米，同时刷新我国工程建设行业纪录。

中国岩石力学与工程学会地面岩石工程专业委员会常务委员、铁四院地路院副总工程师张占荣介绍，扁铲侧胀试验、静力触探试验是被广泛用于判别土类、确定地基土承载力与水平基床系数的原位测试技术。

作为扁铲侧胀试验的关键装备，扁铲是一个形似铲子的扁平工具。该工具中部有一个可以像“气球”那样膨胀的膜片。

试验过程中，先将扁铲压入土层某个预定的深度，然后给这个小“气球”一定的压力使其充气膨胀并挤压土体，通过精准测量土体在受到这种侧向膨胀压力时的变形情况就可以判断土层的工程性质。

静力触探就像给土地做“穿刺”。试验时，用集成了传感器的探杆刺入土层，通过精准测量刺入过程中土层的“反弹力”判断土层的工程性质，为工程建设提供基础依据。

张占荣介绍，地质钻探是工程建设中最常见的勘察方法，但扁铲侧胀试验、静力触探试验等原位测试方法具有明显的比较优势。一方面，地质钻探对目标土层扰动大，难以准确获取目标土层相关物理力学参数，而原位测试可以准确获取微扰动情况下目标土层的工程特性和应力状态。

另一方面，地质钻探需要的时间成本、经济成本更高，土层埋深越深，原位测试的成本优势越突出，以深度100米的深孔勘察为例，采用原位测试相较于地质钻探可节约时间成本约70%、经济成本约65%。

长期以来，受场地地层性质、设备结构构造等多重因素限制，扁铲侧胀试验贯入深度难以突破30米，静力触探试验贯入深度极少突破80米。随着地下空间产业的不断发展，“向地下深部进军”的梦想加速照进现实，准确获取微扰动情况下深层原状土的应力状态成为工程建设行业亟待解决的“哥德巴赫猜想”。

张占荣带领科研团队在全面查阅国内外原位测试技术最新进展的基础上，分析了既有工程地质条件和工程特点，结合行业最新研究成果，提出并实施了具有针对性和创新性的试验思路。多种举措综合运用，有效克服了传统试验不足，确保现场试验效果。

张占荣表示，本次扁铲侧胀试验、静力触探试验的成功实施，使静力触探代替传统地质钻探、准确获取微扰动情况下深层原状土的应力状态成为可能，极大提升原位测试技术的应用范围，为地下深部空间开发利用提供成本更低、效率更高的技术支撑。

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