2014年山西省科技创新团队

1. 团队名称: 复杂环境下地基基础与地下空间开发山西省科技创新团队

2. 研发方向

    特殊地质环境条件下地基基础的基础理论与关键技术；

    复杂环境下地下空间开发与利用的基础理论与关键技术；

    地下空间开发与利用相关的城市灾害监测、预警与处治关键技术。

3. 依托单位

l  太原理工大学

l  山西建筑工程(集团)总公司  

4. 依托平台和基地

5. 团队简介

    本团队汇聚太原理工大学和山西建筑工程（集团）总公司之优势力量，依托岩土工程山西省重点学科、国家级企业技术中心等五大平台进行建设。团队成员12人，正高4人，副高7人，博士9人，平均年龄42岁，人员素质高、业务能力强、年龄结构合理，创新与研发能力强。

    依托工程建设项目，凝练科学问题，针对我省特殊地质条件和复杂建设环境，开展地下空间与相邻建筑的相互作用、地下结构的可靠性与耐久性以及地基土工程灾害等方面的基础理论与关键技术创新，研究成果应用于多项重点工程及海外工程项目，纳入国家及行业规范，取得显著经济效益，推动我国岩土工程领域技术进步。合作编制地方规范10余部，获省部级科技奖励15项，发表学术论文200余篇，培养各类专业技术人才1000余人，为山西省的经济腾飞和结构转型提供人力资源和技术保障，引领山西省地基基础与地下空间开发领域的创新发展。

6. 团队带头人简介

    白晓红，女，生于1959年11月，陕西佳县人。获英国Glasgow大学博士学位，山西省重点学科岩土工程首席学科带头人，教授，博导。现主持国家自然科学基金项目2项，山西省科技攻关项目等省级项目3项；获山西省科技进步二等奖4项、三等奖3项，发表学术论文160余篇，被SCI、EI收录30余篇；出版专著教材4部，参编国家规范《建筑地基基础设计规范》和行业规范《建筑地基处理技术规范》；多项科技成果应用于工程实践，取得显著经济和社会效益。

7. 团队人员构成情况

8. 团队形成背景

    建筑业作为国民经济的支柱产业之一，在我国的经济建设和发展以及国家安全中占据有极为重要的地位。建筑节能是我国节能减排工程的重要组成部分。作为地球上少数未被充分利用的自然资源之一地下空间开发对节约城市用地和建筑能耗、改善城市交通、减轻城市污染、扩大城市空间容量具有重要作用。山西省作为资源大省和重工业基地为我国的工农业生产和人民生活水平的提高作出重要贡献，但同时也对环境带来了极大地影响和破坏，大量工业污水、废弃物和城市垃圾的产生，严重污染了地下水和土地。中央综改试验区建设的产业转型、生态恢复与治理、城乡统筹发展、民生改善五大重点任务均涉及到地基基础工程与地下空间开发利用领域。太原理工大学是我省唯一具有岩土工程学科硕士、博士研究生学位授予权的单位，几十年来立足山西，面向全国，培养了大批的岩土工程技术人才，在岩土工程领域取得了一系列的高水平研究成果，享誉省内外。山西省建筑工程（集团）总公司具有建筑科研设计、建筑施工、设备安装、建筑装饰、道桥施工、工程机械制造、建筑构件生产、房地产开发、工程监理、和建筑技术开发等综合经营能力，创建六十多年来，承建了一大批国家和省市重点工程及海外工程项目，是我省建筑业的龙头企业。双方在长期合作的基础上，已经形成分工协作，优势互补的复杂环境下地基基础与地下空间开发科技创新团队。

9. 团队产学研合作情况

    早在上世纪六十年代，双方就在黄土地下洞室研究、625T•m高能量强夯技术等方面开展了合作研究开发，所得成果曾获国家科技奖励。2010年9月双方签订了长期合作框架协议，并作为主要牵头单位协同赛鼎工程有限公司、太原建工集团有限公司和中化二建集团有限公司成立了山西省土木工程研究生创新中心，进一步密切了高校与企业的合作，为加快技术成果产出与转化提供了新的机制。近五年来，太原理工大学为山西建筑工程（集团）总公司提供了强有力地技术支持和人力资源保障，山西建筑工程（集团）总公司为太原理工大学提供了人才培养实习基地和工程实践场所。针对总公司在工程建设中遇到的特殊桩基工程、特殊土地基处理技术等难题，通过试验研究、理论分析、工程应用，联合攻关，得以圆满解决，荣获山西省科技进步奖和国家建设工程最高奖—鲁班奖，成果编入相关规范中，极大地促进了山西岩土工程的科技进步和建设水平的提高，取得了显著的社会、经济效益。团队的合作成果具有示范性和辐射作用，极大地提高了我省建设产品的工程质量和科技含量，提高了企业竞争力，实现了企业的可持续跨越发展；极大地提高了学科的创新能力、研发能力和综合实力，实现了理论联系实践，科技成果的转化。团队合作承担了国家与省部级重大项目10项，编制各类规范10部，完成重大岩土工程项目50余项。

10. 团队科研成果及其转化应用情况

    团队以企业需求为导向，凝练科学问题，致力于地基基础与地下空间开发的科技攻关和技术创新，多年来解决了大量工程实践难题，开发、引进和应用了大量地基处理与基础工程新技术、新方法、新工艺，整体达到国际先进水平。主编地方规范3部，国家级工法1项，指导和规范了地方工程建设，保证了建设质量，极大地提升了我省岩土工程的科技水平和建设水平；参编国家和行业规范5部，扩大了团队影响力，推动了行业的技术进步，为建设工程规范制定做出了突出贡献。

    近5年，主持承担国家科技项目10项，省部级科技项目30项，承建了一大批国家和省、市重点工程项目及海外工程项目，创优质工程百余项，培养硕士研究生200余人，博士研究生20人，荣获省部级奖励15项，发表学术论文400余篇，被SCI、EI收录60余篇次，获得国家工程质量最高奖“鲁班奖”6项、“汾水杯”50项。特别是在以下方面成绩显著：

    （1）特殊土的工程性质及其地基处理关键技术

    我国分布有64万平方公里的黄土，主要分布在山西、陕西、宁夏、甘肃、青海等省区。通过对西北地区黄土工程性质资料的搜集和统计分析，结合室内宏、微观试验，首次建立了黄土湿陷性指标与其微观结构参数的统计关系、黄土承载力与饱和度、孔隙比的分区统计经验公式，提出了黄土湿陷起始压力和湿陷起始含水量的概念，揭示了饱和度和液性指数对黄土湿陷性的影响规律，丰富了黄土力学理论，对工程实践具有指导意义，为编制地方规范《山西省地基基础勘察设计规范》、《湿陷性黄土场地勘察及地基处理技术规范》和国家规范《湿陷性黄土地区建筑设计规范》提供了依据。

    基于对特殊土工程性质的认识，结合区域建设的需要，团队积极研发和推广新型地基处理技术，在高能量强夯法、长短桩复合地基、加筋垫层法等方面从承载机理的分析、设计方法的创新到施工工艺的革新，形成了一系列成套的地基处理技术，应用于山西省潞城大化肥厂、河津铝厂、太原市重点工程人民公安大厦、山大附中主教学楼、绿地世纪城、文华苑住宅楼、高速公路建设等工程项目，既保证了建设工程的安全可靠，又节约基础工程造价的30%以上，同时减少了基础工程80%的钢材使用量，研究成果获山西省科技进步奖2项，编入国家规范《复合地基技术规范》和行业规范《建筑地基处理技术规范》。

    （2）地下空间开发与利用关键技术

    城市竖向开发是一个城市化发展的必由之路，地下空间开发必然引起环境岩土工程问题，如地下结构的抗浮问题，地下结构的耐久性问题，基坑开挖对周围建（构）筑物的影响等问题。结合山西复杂地质条件，通过理论分析、数值模拟、模型试验、工程实测，创新性的提出“植筋式”抗浮锚杆概念，解决了地下结构的抗浮稳定问题；揭示了不同污染环境下土壤土性变化规律、水泥土与混凝土无侧限抗压强度及电阻率的变化规律，提出了污染环境下地下结构的安全度及耐久性评价标准；完善了基坑支护与地下结构的设计理论，优化了设计方法，革新了地下空间开发的施工技术。成果应用于太原市长治路和中心街交叉口的地铁2号线首开段、中环壹号、平阳景苑城市综合体、光谷国际商会中心、山西金茂国际大厦、太原阳光国际饭店等多项地下空间工程项目中，保证了工程的安全，节约了投资，缩短了工期。成果授权发明专利5项，国家级工法1项，荣获省级科技进步奖4项，编入地方规范《袖阀管注浆加固地基技术规程》和《山西省建筑基坑支护技术规范》。

    （3）特殊地质条件下桩基础设计与施工关键技术

桩基作为一种传统的基础型式，广泛应用于高层建筑、重大型工业建筑、桥梁工程等领域。针对山西省特殊地质状况，通过试验分析，理论研究，现场测试，创新性的提出“桩土夹持作用”的概念，丰富了复合桩基理论；提出了适合于地方土质条件的挤扩支盘桩、后注浆灌注桩等桩基承载力计算公式，优化了桩基设计方法，改进了施工技术，成果应用于喀麦隆国家体育馆援建工程、太原机场扩建工程、漳山电厂建设工程、西山煤电焦煤建设项目、山西丁陶国际大酒店、武汉王府花园等工程项目，保证了基础的安全可靠，缩短了基础施工工期的10%，节约了基础工程造价的20%，降低了基础工程原材料使用的10%，取得了重大经济和社会效益，研究成果获省部级科技奖励2项，授权发明专利3项，相关成果编入岩土工程领域最重要的国家规范《建筑地基基础设计规范》。

11. 团队研发目标及团队建设目标与计划

    （1）建立太原理工大学与山西建筑工程（集团）总公司在复杂环境下地基基础与地下空间开发协同创新的新机制，营造协同创新的良好氛围，形成优秀人才的团队效应和当量效应，引深产学研用合作、优化科技资源配置、集聚创新人才队伍、提升自主创新能力、强化支撑引领作用、服务山西省经济建设。

    （2）根据国家中长期科技发展规划纲要、山西省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要以及山西省作为中央的综合改革试验区的基本要求，针对我省的特殊地质条件，对地下空间开发与利用的基础理论、关键技术、核心技术进行协同攻关，整合科技资源，申报一批国家和省部级重大项目，开发一批具有自主知识产权的核心技术，转化一批具有国际水平的标志性成果。实现以下几个方面的创新：

    特殊土的工程灾害机理研究及防治；

    污染土的工程灾害机理研究及防治；

    地下空间与相邻建筑的相互作用研究；

    污染环境下地下结构的可靠性与耐久性；

    地下空间支护设计与施工的关键技术。

    （3）通过协同创新，聚集一批岩土工程领域的高层次科技创新人才，培养一批具有自主创新能力的科技拔尖人才，形成一支具有不畏艰险、勇于探索精神的高层次科技创新人才队伍，搭建区域领先，国内先进的协同创新平台。

    附件：团队相关材料