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2017-11-16
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科研机构

勘察与基础工程研究所

发布时间:2010-11-16    浏览次数:0

 

   本学科前身为探矿工程,于1952年中南矿冶学院成立时设立,是我国高校中最早建立的、面向地质资源勘探的地质类学科之一。1960年开始招收硕士研究生,1978年获探矿工程硕士学位授予权, 1990年获探矿工程博士学位授予权,并同时成为博士后科研流动站,是全国该专业的第二个博士点,本学科现有教职工19人,其中,教授及相当职称3人(博导2人),有博士学位的教师9人。现有实验室1240m2,重点设备82台件,总价值380万元。

本学科点在全国享有很高的声誉,特别是钻井技术和人造金刚石及制品技术方面在全国处于领先水平。近年来学科内容拓展,在岩土体改良与加固和地质环境与地质灾害防治方向也发展较快,处于先进水平。其主要研究方向如下:

1.钻井技术:该方向是本学科最早的研究方向之一。①在绳索取芯钻进工艺技术方面取得了重大的成果,其中“人造金刚石绳索取芯配套技术”获得国家科技进步一等奖;②在砂卵石层采用潜孔锤和植物胶钻进等方面取得了突出的成果,特别是在砂卵石地层、粉矿等复杂地层取芯独具特色,获得国家科技进步二等奖等多项奖励和专利。③ “复杂地层护壁堵漏技术”处于国内领先水平,植物胶类钻井液是本专业首创,获得过国家发明三等奖,省部级一、二、三等奖二十多项以及十多项专利。

主要学术带头人简介:彭振斌,男,50岁,教授,博士生导师,湖南省地质学会理事湖南省探矿工程专业委员会副主任委员,全国探矿工程课题指导委员会委员,《西部探矿工程》杂志编委副主任委员、副总编辑。主要从事钻井工程、岩土工程施工技术和人造金刚石及制品方面的教学和科研工作,92年被评为湖南省优秀科技工作者,93年获得国务院特殊津贴。负责和参与了科研项目四十多项,获得省部级以上奖励9项,厅级以上各种奖励35项,获得五项专利,出版教材和专著11本,发表论文85篇,已培养博士生17名,硕士25名。          

2.人造金刚石及制品技术: 本方向从二十世纪七十年代开始进行人造金刚石合成及其制品技术研究工作,先后承担了国家级、省部级、博士点基金及横向科研课题20多项。初步建立了人造金刚石合成理论与金刚石制品设计理论,创新了多种人造金刚石合成工艺及金刚石制品生产工艺技术,形成了自己独特的研究体系。

本方向主要学术带头人简介:隆威,男,41岁,硕士,教授。一直从事超硬材料学科教学及研究工作,已完成30多项科研课题,获省部级以上奖5项,国家专利3项,出版专著3部,发表论文40 多篇。

3.岩土体改良与加固: 该方向是本学科近年发展的一个研究方向。这是根据国家工程建设的需要,在原有学科技术优势基础上建立的。①粘土固化注浆技术,从注浆材料性能控制,注浆质量检测和控制已取得重要成果,获得部级科技进步三等奖。②采空区、溶洞的处理和岩溶发育地区桩基研究,收到了令人满意的效果,应用前景广阔。③软弱地基处理,近年根据不同软弱地基对强夯、石灰桩等进行改性,提出了一系列创新方法,取得了显著的效果。

主要学术带头人简介:张可能,男,40岁,博士(后),教授,博士生导师,教育部骨干教师资助基金获得者,中国地质学会探矿工程专业委员会委员,中国锚固与注浆协会理事。一直从事岩土工程基础理论、设计和施工技术研究和教学工作。已负责完成了20多项重要科研课题,获省部级以上奖励6项,在国内外发表论文(专著)50多篇(部)。

4.地质环境与地质灾害防治: 本方向研究的内容主要是地面沉陷预测及沉陷的预防或控制方法的研究应用,边坡稳定性预测及加固方法。近年来,结合工程建设和实践,先后完成了一些矿山采空区地面塌陷的预测和治理,大型滑坡的勘察和治理研究,洞庭湖水系地质环境与防洪研究,固体废物的卫生填埋污染预测及防治处理技术研究与应用,尾矿治理及综合利用等项目,为社会发展和国家建设做出了较大贡献。

科研方面,已完成国家级、省部级及企业合作项目110多项,获国家和省部级科技奖励33项,先后在国内外发表论文1000余篇,近10年有30余篇被SCIEIISTP等摘录;出版专著、教材、译著18部,其中3部获国家、省部级奖励。上述大批成果已在全国100多个工程推广应用,累计为国家创造直接经济效益10亿元以上。

人才培养方面,创建了教学与科研互动、互补、互促、交替上升的成功模式,形成了一整套适合地质工程学科教育特点及规律的培养体系。有95%以上的研究生论文选题来自在研项目,他们在重大、前沿课题研究实践中,既取得成果又获得能力,全所约有85%的科研成果、论文、专著、自研设备都包含了研究生的贡献,。迄今,本学科已累计为国家培养了1800多名本科生,186名硕士,36名博士和博士后。

国际学术交流方面,本学科与美国等国的多所高校建立了合作关系。先后派出教师14人次到国外留学、参加学术会议和合作科研,接受了10余个国家20多人次的外国专家来访或来校参加教学、科研。

在地质工程学科中,本学科的师资、人才培养质量、承担国家重大项目能力和成果水平均处于国内先进水平;本学科在检测科研领域与世界一流同类学科相比,在教学、科研设施以及人才培养的国际化方面,还存在一定的差距。

今后5年的主要目标是:坚持理论与实践相结合,做出国内外认可的创新性成果。将教师中的博士学位比例提高到55%,使人才培养的硬件接近世界先进水平,人才培养计划得到进一步优化和创新。将本学科办成湖南省依托的地质工程科研基地和高级人才培养摇篮、并在国际上有较大影响的重点学科。

二、学科简介:

(一)钻井方向:

     钻井技术是本专业成立以来进行的主要研究方向之一,获得过国家科技进步一等奖等30多项国家、省级的科技进步奖,获得了二十多项国家专利,完成过上百项的重要科研项目,出版过二十多本(册)教材和专著,公开发表了500多篇论文,主要情况如下:

1、在钻井液技术方面

钻井液历来被称为钻井工程的“血液”,本方向在过去拥有几十项科研成果和十几项省、部级以上奖励的基础上,近几年在钻井液处理剂抗盐、抗钙、抗温等方面,在复杂地层治理方面均有新的突破和特色,其中获得国家发明专利六项,全国专利成就银奖一次,多项成果获得省优秀新产品奖。

2、护壁堵漏技术方面

  该方面在全国一直处于领先地位,获得过十多项的专利和二十多项省部级以上的奖励。近几年在三峡工程的钻孔护壁堵漏、大口径的护壁堵漏、超深井钻探等方面都做了大量工作,其中研究的“随钻堵漏剂”改变了过去堵漏剂破坏钻井液性能的缺点,同时还可以改善钻井液性能,获得过省科技进步二等奖,教委科技进步一等奖,“一种钻井护壁堵漏剂”98年获得了国家发明专利并获部级科技进步三等奖。

3、钻井工艺技术

   近几年来在砂卵石层钻井技术方面采用潜孔锤钻进工艺技术和采用植物胶等钻进工艺技术具有新的突破,在预防孔斜钻进技术方面也研究了一些新方法,多工艺泡沫钻进获得部级奖励。

4、复杂地层取芯技术

   在复杂地层进行钻探取芯是比较困难的,经过几十年的研究工作,取得了不少科研成果,其中“河床砂卵石原状样取芯技术”获得过国家科技进步二等奖。近年来在粉矿取芯技术,破碎地层取芯技术、冲击回转钻进等方面也取得了不少的成果。

(二)人造金刚石及制品技术:

    本方向主要包括人造金刚石合成理论及工艺技术、金刚石制品设计理论及技术的研究与开发应用。主要目的是为人造金刚石合成理论及其设计工艺提供基础理论及技术支持。

本方向人员从二十世纪七十年代开始进行人造金刚石合成及其制品技术研究工作,先后承担了国家级、省部级、博士点基金及横向科研课题20多项。初步建立了人造金刚石合成理论与金刚石制品设计理论,创新了多种人造金刚石合成工艺及金刚石制品生产工艺技术,形成了自己独特的研究体系。在国家重点课题《人造金刚石绳索取芯配套技术》中,研制了系列化的人造金刚石钻头并取得了良好成绩,获得国家科技进步一等奖。省部级项目《金刚石钻头与岩石适应性研究》、《金刚石锯片磨损机理研究》等重点分析研究金刚石制品中各成分的作用机理,金刚石及胎体的磨损机理、金刚石胎体性能的匹配性影响等。博士点基金《金刚石锯片优化设计理论》、《金刚石钻头参数设计神经网络专家系统研究与应用》项目,重点研究了金刚石制品设计知识。通过上述对制品的研究,初步建立了金刚石制品设计理论及独特的工艺技术,为设计和制造优质高效金刚石制品创造了理论基础。通过创造性地完成了《预合金制造金刚石制品》、《低温烧结金刚石制品》、《金刚石均匀分布法研究》等课题,开发了一系列金刚石制品生产工艺技术,生产了优质高效的金刚石制品。在完成《人造金刚石合成热力学过程研究》、《人造金刚石合成机理研究与应用》、《合成优质金刚石方法研究》等课题的基础上,重点分析了片状触媒合金合成人造金刚石的作用机理及影响因素,初步建立了人造金刚石合成理论,并运用之合成出了优质金刚石产品,以上科研成果在三峡工程等国家重大工程中获得了推广应用。

本方向已获得国家科技进步一等奖1项,省部级成果奖4项,国家专利3项,出版专著4部,发表学术论文120多篇,培养博士生4人,硕士生10人,在读硕士生7人。

本方向将以研究粉末触媒合成人造金刚石的热力学过程、作用机理及合成工艺技术、金刚石镀膜新技术和金刚石制品技术为重点,进一步完善人造金刚石合成理论及其制品设计理论,不断创新金刚石合成及其制品生产工艺,以制造优质高效的人造金刚石及其制品,为地方经济及国家经济建设服务,培养高素质人才,争取在十五期间使本学科发展成为全国一流的教学、科研及开发生产基地。

(三)岩土体改良与加固:

本方向是随着80年代以来大规模经济建设的进行在原学科技术优势基础上迅速建立和发展起来的。钻井技术不仅为高层建筑的桩基础设计和施工提供了技术保障,而且在深基坑支护、止水和边坡加固等方面得到了广泛的应用和发展。

近年来,本方向研究人员从事的主要工作包括:①在粘土固化注浆技术的研究与开发中,从注浆材料性能控制、注浆设计理论、注浆质量检测和控制方面取得了重要成果。其中,GY系列注浆压水微机记录仪,已广泛应用于三峡、小浪底等十几个重大水利工程,取得了重大经济效益和社会效益,并已获得专利,同时荣获湖南省科技成果二等奖。②采空区、溶洞的处理技术和岩溶发育地区桩基特性研究,为解决矿山、交通工程中面临的复杂岩土工程问题,做出了突出贡献。③在岩土物理力学性质的检测与软弱地基处理技术研究中,根据不同地层情况,分别对强夯、石灰桩、深层搅拌法等进行的技术改造,提出了一些特色方法,取得良好的社会、经济效益。本方向近五年已培养硕士36名,博士9名。

本方向可能取得的突破有三个方面:①基础理论研究方面,充分利用目前已有的实验条件,在现有的研究基础上,预计在3-5年内有望在岩土力学性质及岩土物理性质(防渗与增强)理论研究方面取得突破性成果。②在生产应用方面,总结我们多年来在岩土工程及施工技术方面的经验,突破传统的“设计—施工”模式,创新出动态的与施工过程紧密相连的“设计—施工—监测—优化设计—改进施工技术”的岩土工程新模式。③在教学育人方面,有望突破传统的以教材为主导的封闭教学方式,而形成与生产实际紧密结合的“以实际应用为目的”教学方式。

(四)地质环境与地质灾害防治:

地质灾害诱发因素有自然和人为两个方面。随着大规模的国家建设的进行,不可避免地大规模扰动自然地理环境和自然地质环境,而导致产生大量的工程地质问题和环境地质问题,人为因素诱发地质灾害日益增多。因此,在21世纪加强工程地质和环境地质研究与地质灾害的预测、预报、预防的理论和防治技术研究具有重大现实意义和经济意义。

近年来,在国内外先后完成的科研项目有:①宁乡716矿采空区地面塌陷的预测和治理;②长沙仪器厂滑坡的勘察和治理研究;③洞庭湖水系地质环境与防洪研究;④固体废物的卫生填埋处理技术研究与应用;⑤尾矿治理及综合利用;⑥日本甚之助谷大型滑坡、下绳又滑坡群的监测与防治技术研究;⑦日本金泽市涌波隧道开挖的地面沉降及水文地质问题研究;⑧日本石川县白山地区砂防特性的研究;⑨日本石川县主要国道沿线地质灾害信息资源库的建立。为理论技术的发展、工程建设及人类赖以生存的环境的维护和改善做出了较大贡献。

目前所做的主要研究内容有:①高陡边坡的变形及尺寸效应和动力稳定性研究;②滑坡的发育规律、滑动机制、稳定性评价、预测、监测与防治技术研究;③长大深型隧道、洞室的地温、地压、岩爆、岩体稳定与岩体结构探测及相互关系研究;④复杂地区条件下的大跨度洞室群的变形与稳定性研究以及加固技术研究;⑤岩溶规律研究及地下天然洞室的改造利用技术研究;⑥矿山采空区及岩溶地区地表塌陷的预测、预报、预防及加固技术研究;⑦高速公路建设中的软土地基的长期变形与稳定性研究及其他地基加固处理技术研究;⑧深厚松软堆积地层上大型桥梁基础的变形与稳定性研究及其变形破坏防治技术研究;⑨防洪堤坝地基渗流破坏规律及防治加固技术研究;⑩结构力学、结构岩体力学、环境工程地质学等方面的基础理论研究。

勘察与基础工程研究所教职工表

序 号

  

    

联 系 电 话

    

1

黄树华

副教授

8879305

13507447596

高家坪5-504

2

徐力生

副教授

8879652

13808412179

西苑 11-401(8830498)

3

汪健元

副教授

8876934

 

静宜园8-504

4

彭振斌

教授、博导

8712705

13707319040

校外

5

王庆国

 

8824266

13807314095

校外

6

殷晓红

讲师

8837882

13647315658

南校区23-204

7

王殿江

副教授

8876362

 

静宜园4-504

8

 

教授

5387656

13508489893

静宜园11-2018879029

9

张可能

教授、博导

8879078

13607489743

高家坪15-502

10

曾南中

副教授

8877129

13973136395

静宜园3-701

11

李建中

副教授

8877303

 

高家坪9-701

12

胡二中

讲师

8712412

13974870116

科教新村

13

彭环云

讲师

5517115

13874853965

教工一舍316

14

金福喜

副教授

8836626

13873185062

校外

15

刘铁雄

 

8832459

13874999738

研南409

16

胡焕校

副教授

8876333

13507310053

高家坪3-701

17

张绍和

副教授

8877966

13975157151

高家坪18-102

18

匡立新

讲师

8836775

13707483510

教工4604

19

彭文祥

讲师

8876941

13973135385

高家坪5-105


 

三、科学研究

1、已完成的主要科研项目

项目、课题名称

(下达编号)

 

 

   

起讫时间

科研经费

(万元)

  授负责人(姓名、专业技术职务)

岩溶发育地区桩基特性研究

湖南省交通厅

2000-2002

75

彭振斌教授

金刚石钻头新技术新理论的研究

博士点基金

1996-1998

18

隆威教授等

粘土固化浆液流变学模型及稠化过程的计算机模拟

博士点基  

1996-1997

18

张可能教授等

粘土固化注浆建立废物填埋场垂直防渗技术

国家教育部骨干教师基金

2000-2002

19

张可能教授

716矿采空区塌陷评价及治理

横向

1995-1997

110

彭振斌教授

长沙仪器厂滑坡勘察及治理

长沙市政府

1997-1998

25

张可能教授

GY系列灌浆仪的研究开发与应用

省水利厅

1996-1999

160

徐力生高工

LJ灌浆压水微机控制系统研制与开发

 

2000-2001

40

徐力生高工

永平铜矿南部尾沙坝渗漏治理技术研究

2000-016

江西铜业公司

2000-2001

67

张可能教授

粉末法合成金刚石生长机理研究

湖南省自然科学基金

2001-2002

15

隆威教授

新型优质铁基金刚石制品研究与应用

横向

1997-1998

32

隆威教授

 

2、 该学科点1996年以来所取得的代表性成果(论文、专著、专利等)

序号

成果名称

作 者

出版、发表、提交(鉴定)单位,时间

署名

次序

1

随钻堵漏及随钻堵漏剂

彭振斌

30thIGC 1996

第一

2

Leakage-Plugging while Drilling and Plugging Agents

彭振斌

Journal of CSUT1996

第一

3

硫铝酸盐“S”型瞬凝水泥的研究与机理探讨

彭振斌

地质与勘探,19966

第一

4

Clay-solidified grouting in solid-waste landfill

张可能等

Anchor and Grouting, Proceedings of international conference, 1999, Guangzhou

第一

5

The lubrication mechanisms of lubricating drilling fluids on synthetic diamond bit

隆威

Journal of CSUT1996

第一

6

The functions of lubricating drilling fluids in synthetic diamond drilling

隆威

中国有色金属学报,1996

第一

7

弱包镶强耐磨性胎体钻头

王殿江

探矿工程,1997.3

第一

8

三参数记录仪

(专利,ZL99233607.4

徐力生等

1999.6.28(申请)

第一

 



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