近日,第51届日内瓦国际发明展(International Exhibition of Inventions of Geneva)在瑞士日内瓦落幕。西南交通大学土木工程学院张迎宾教授团队的参展项目“Experimental Apparatus and Testing Techniques for Geomaterials in Earthquake-prone Tectonic Zones(强震构造区岩土材料试验装置与测试技术)”,从全球千余项创新成果中脱颖而出,荣获发明展最高级别奖项——评审团特别嘉许金奖,主要完成人包括土木学院张迎宾教授、余鹏程教授、魏江涛教授、富海鹰教授、朱辉博士等。评审团特别嘉许金奖从展会金奖项目中进一步遴选产生,须评审团全票通过方能授予,获奖比例极低,通常仅占参赛项目总数的2%至5%。

随着重大工程建设不断向强震构造区延伸,地震引发的岩土灾害与工程破坏问题日益突出,成为威胁人民生命安全和制约工程推进的关键瓶颈。而破解这一难题的核心,在于准确评估土石混合体、破碎岩体等特殊岩土体在高演化地应力、多向强震应力等极端静动耦合条件下的力学行为。
针对这一需求,团队经过多年持续攻关,成功研制出拥有自主知识产权的综合试验系统。该系统能够真实还原强震构造区的复杂静动应力环境,首次实现对特殊岩土体静动力学性能的三向独立同步加载与精准测量,为后续理论研究与工程应用提供了可靠的数据基础。
团队围绕测试装备和评价方法形成两大创新成果:一方面,针对土体、土石混合体等典型材料,研发了三向独立动态加载系统,可高保真复现强震区岩土材料的真实受力状态,实现对力学特性的精准测试;另一方面,依托海量试验数据,建立了考虑强度劣化效应的边坡动力计算模型,并构建起涵盖地震动模拟、边坡稳定判别和多尺度耦合仿真的成套方法体系,从而完成了从细观损伤演化到宏观失稳破坏的全流程高精度定量推演。
这些成果不仅填补了强震区复杂应力环境下岩土测试装备的国内空白,也为重大工程选址、抗震设计与灾害防控提供了关键科学依据,具有重要的工程应用前景。

部分装备模块照片
研究成果已成功应用于菲律宾海峡等强震构造区重大工程,测试了强震构造区多项重大工程场址区土石混合体、破碎岩体等特殊岩土体的静动力学特性,服务于边坡、隧道、桥梁等的勘察和设计,为重大工程提供了关键技术支撑;测试了菲律宾海峡活动断裂带复杂海相岩土体的静动力特性,服务于菲律宾萨马尔-达沃跨海大桥的桩基础设计,为工程建设提供了参数支持。

菲律宾萨马尔-达沃跨海大桥活动断裂带复杂海相岩土体静动力特性测试