我國巖溶區(qū)面積344萬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巖溶地區(qū)。由于巖溶發(fā)育的復(fù)雜性，工程場地巖溶的精準(zhǔn)探測，特別是深覆蓋巖溶的探測一直是困擾巖溶地區(qū)工程建設(shè)的難題。在未探明巖溶發(fā)育的情況下開展工程建設(shè)可能導(dǎo)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(xiàn)有滿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、一面之見”等問題，導(dǎo)致深部巖溶“探不到”。巖溶地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，在探測過程中會存在多界面信號干涉、轉(zhuǎn)換和疊加，導(dǎo)致地質(zhì)界面“測不準(zhǔn)”。

針對深部巖溶“探不到”，地質(zhì)界面“測不準(zhǔn)”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(tuán)隊劉鎏博士與同濟(jì)大學(xué)石振明教授團(tuán)隊、武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司等單位開展產(chǎn)-學(xué)-研合作研究，在探測裝備和解譯算法展開了創(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(xiàn)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，突破了鉆孔周圍和樁底持力層溶洞的分米級定量定向探測，填補(bǔ)了國內(nèi)外深覆蓋型巖溶快速精準(zhǔn)探測的技術(shù)空白；(2)發(fā)明了鉆孔周圍巖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(shù)。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)，首次實現(xiàn)單樁10分鐘內(nèi)完成持力層巖溶探測和解譯，實踐反饋顯示準(zhǔn)確率超90%。研究成果得到了廣西和貴州兩個巖溶強(qiáng)發(fā)育省份的勘察規(guī)范在巖溶定量和定向探測等關(guān)鍵指標(biāo)上的唯一推薦。成果作為重要創(chuàng)新點獲得了2022年上海市技術(shù)發(fā)明一等獎，湖北省高價值專利大賽金獎，中國公路學(xué)會優(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(quán)了中國和美國發(fā)明專利多項，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 鉆孔周圍不良地質(zhì)和巖體結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)探測示意圖

圖2?巖溶地區(qū)某工程探測結(jié)果與綜合驗證