交通运输部公路科学研究所岩土工程结构工程防灾减灾工程及防护工程桥梁与隧道工程领域的研究体系具有鲜明的工程实践导向与技术创新特征。在岩土工程基础理论层面,重点围绕复杂地质条件下的土体本构模型构建、非饱和土力学特性及深基坑变形控制技术展开系统性研究,结合《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63)最新修订要求,建立了涵盖软基处理、桩基负摩阻力计算及岩溶地区地基稳定性分析的完整技术框架。针对桥梁工程,基于全寿命周期理念,研发了基于BIM的桥梁健康监测系统,通过物联网传感器网络实现裂缝、沉降、振动等12类关键参数的实时采集与预警,在港珠澳大桥跨海区段工程中成功将结构安全监测响应时间缩短至15分钟以内。
在隧道工程领域,重点突破了深埋高应力隧道围岩-支护动态耦合作用机制,创新性提出"分级承载-柔性适应"支护体系,成功应用于锦屏地下实验室二期工程。针对防灾减灾工程,构建了"四维时空"灾害演化模型,整合了地震动参数、降雨径流、地下水位等多源数据,开发了基于深度学习的滑坡体滑坡预警系统,在秦岭山区高速公路改扩建工程中实现提前72小时滑坡前兆识别准确率92.3%。防护工程方面,研发了具有自主知识产权的模块化抗爆结构体系,通过有限元动态仿真优化了防护墙的等效刚度和耗能能力,在雄安新区地下综合管廊工程中成功抵御了等效TNT当量300kg的爆炸冲击。
在关键技术突破层面,形成了三大创新集群:其一,基于超高性能混凝土(UHPC)的桥梁墩柱抗裂技术,使混凝土抗压强度突破150MPa并实现28天抗压强度增长率控制±2.5%;其二,应用冻结法与注浆法复合工法的深基坑支护体系,在哈尔滨中央公园地下车库工程中实现地下连续墙成槽垂直度偏差≤1/5000;其三,基于北斗+InSAR技术的边坡位移监测系统,在川藏铁路雅鲁藏布江特大桥施工区实现毫米级位移监测精度。值得关注的是,在绿色施工技术领域,研发的再生骨料混凝土智能温控养护系统使施工能耗降低40%,有害气体排放减少65%,相关成果已纳入《公路工程绿色施工技术规范》(JTG/T 3470.1)。
未来研究需重点关注三大方向:一是智能建造与数字孪生技术的深度融合,构建"地质-设计-施工-运维"全链条数字孪生体;二是极端气候条件下岩土工程灾害链式反应机理研究,特别是湿热耦合作用对红层土力学性质的影响规律;三是基于人工智能的工程决策支持系统开发,重点突破地质参数反演、施工方案优化、风险等级划分等核心算法。建议加强跨学科团队建设,整合地质工程、岩土力学、结构工程、人工智能等多领域专家,形成覆盖"灾害预警-智能响应-快速修复"的完整技术体系,为交通基础设施安全运行提供理论支撑和技术保障。