我國巖溶區面積344萬(wàn)km2，約占國土面積1/3，是世界上巖溶分布最廣的國家，許多國家重大工程往往難以避開(kāi)巖溶地區。由于巖溶發(fā)育的復雜性，工程場(chǎng)地巖溶的精準探測，特別是深覆蓋巖溶的探測一直是困擾巖溶地區工程建設的難題。在未探明巖溶發(fā)育的情況下開(kāi)展工程建設可能導致樁基承載力不足、掉樁、斷樁，乃至地面塌陷等重大安全事故?，F有滿(mǎn)足亞米級精度的地表物探方法探測深度較淺，孔中探測方法存在“一孔之見(jiàn)、一面之見(jiàn)”等問(wèn)題，導致深部巖溶“探不到”。巖溶地區地質(zhì)構造復雜，在探測過(guò)程中會(huì )存在多界面信號干涉、轉換和疊加，導致地質(zhì)界面“測不準”。

針對深部巖溶“探不到”，地質(zhì)界面“測不準”的技術(shù)瓶頸，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所智能巖石力學(xué)團隊劉鎏博士與同濟大學(xué)石振明教授團隊、武漢長(cháng)盛工程檢測技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司等單位開(kāi)展產(chǎn)-學(xué)-研合作研究，在探測裝備和解譯算法展開(kāi)了創(chuàng )新，形成了巖溶探測新裝備、反演成像新方法，有效地解決上述難題。具體體現在：(1)發(fā)明了鉆孔多頻聲波探測和樁孔陣列式聲吶探測裝備，突破了鉆孔周?chē)蜆兜壮至尤芏吹姆置准壎慷ㄏ蛱綔y，填補了國內外深覆蓋型巖溶快速精準探測的技術(shù)空白；(2)發(fā)明了鉆孔周?chē)鷰r溶的全波形反演方法，定量表征了孔周巖溶填充物的彈性參數。突破了樁孔底持力層巖溶頂板10-2mv級弱反射波的提取技術(shù)，首次實(shí)現單樁10分鐘內完成持力層巖溶探測和解譯，實(shí)踐反饋顯示準確率超90%。研究成果得到了廣西和貴州兩個(gè)巖溶強發(fā)育省份的勘察規范在巖溶定量和定向探測等關(guān)鍵指標上的唯一推薦。成果作為重要創(chuàng )新點(diǎn)獲得了2022年上海市技術(shù)發(fā)明一等獎，湖北省高價(jià)值專(zhuān)利大賽金獎，中國公路學(xué)會(huì )優(yōu)秀博士論文獎。

相關(guān)研究成果已在《Engineering Geology》《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》等知名期刊上發(fā)表，授權了中國和美國發(fā)明專(zhuān)利多項，研究得到了國家自然科學(xué)基金項目42207211和42172296資助。

????論文鏈接：

????https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2023.107124

????https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2021.107048

圖1 鉆孔周?chē)涣嫉刭|(zhì)和巖體結構精準探測示意圖

圖2?巖溶地區某工程探測結果與綜合驗證