支撑“美丽中国”建设，创新优化边坡稳定性定量评价！

日前，2019年度国家科学技术奖初评结果公布，由绍兴文理学院、北京矿冶科技集团有限公司、同济大学、昆明理工大学等共同开发的《露天矿山岩体参数精细快速获取与边坡稳定性定量评价》项目获评二等奖。

美丽中国 难题凸显

我国960万平方公里的土地上散布着75000多座露天矿山，数量众多、位置分散，毁损土地资源面积30100平方公里，破坏地表生态面积96700平方公里，严重破坏自然保护区、景观周边和重要交通干线、河流湖泊直观可视范围的地形地貌景观，极大地影响居民集中的生产生活。

边坡稳定性全覆盖定量评价担负着确保“矿山复绿”行动方案的顺利实施，也是“美丽中国”建设的保障线工程。

然而，传统的边坡稳定性定量评价工序复杂，缺乏有效的技术，岩体参数获取是粗放的，成本高、效率低、可靠性差的限制难以突破，量大面广的露天矿山边坡稳定性的全覆盖定量评价成为历史性难题。

多元技术 瓶颈突破

在此背景下，项目组经过十多年对边坡稳定性定量评价三要素（计算模型、计算参数、计算方法）的系统创新，使得边坡稳定性评价的成本、时间和可靠性较传统技术有大幅度提高。主要创新点如下：

1、发明了岩体结构面力学参数精细快速获取技术。首创了结构面粗糙度系数（JRC）遍历搜索测量方法，在国内外率先实现了JRC可重复性测量；研制成功世界第一套结构面抗剪强度尺寸效应联合试验系统，发明了JRC尺寸效应取值技术，开发软件并获授权，使我国的JRC获取技术发展到“国际领先水平”，突破了困扰40多年的Barton-Bandis强度准则露天矿山应用的瓶颈。

2、开发了岩体结构面几何参数精细快速获取技术。打破了国外技术的长期垄断，研发了矿用三维激光扫描测量系统；发明三维激光等分辨率扫描测量技术，在国际上率先实现了三维激光“等步距角”向“等分辨率”扫描的历史性转变，破解了复杂不规则矿山岩体结构几何参数精细快速获取难题。

3、提出了边坡稳定性全局最优化分析方法。在国内外率先从下限解和上限解两个方向来逼近矿山边坡稳定性真实解，既弥补了人为假定滑动面的不足，又避免了加载历史和本构关系对数值计算结果的影响，计算效率提高30%-50%。

革命创新 效益显著

据了解，项目已经累计获得国家发明专利授权41项，软件著作权25件，发表论文67篇，相关成果已编入3项国家和行业标准，曾获得中国岩石力学工程学会科技进步特等奖和2项中国有色金属工业技术发明一等奖。孙钧、何满潮、蔡美峰、龚晓南四位院士领衔的鉴定委员会认为，该项目取得了革命性的创新研究结果，总体达到了该领域的国际先进水平。

该成果在边坡稳定性评价的可靠性和节省成本、时间方面较传统技术有大幅提高，攻破了大量面广露天矿山边坡稳定性全覆盖定量评价历史性难题，有力支撑了面向国际重大需求的建设“美丽中国”战略。

与此同时，项目成果已大规模应用于浙江、云南、贵州、四川、福建、河南等省的5670多座露天矿山，保障了国家“西南生态安全屏障建设”和浙江“全省大花园建设”的顺利实施，已成为“美丽中国”建设一种新的先进的安全保障技术，近三年节约工程投资25.10亿元。