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)育的復雜性，工程場地巖溶的精準探測，特別是深覆蓋巖溶的探測一直是困擾巖溶地區(qū)工程建設的難題。在未探明巖溶發(fā)育的情況下開展工程建設可能導致樁基承載力不足、掉樁、斷樁，乃至地面塌陷等重大安全事故。現(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，導致深部巖溶“探不到”。巖溶地區(qū)地質構造復雜，在探測過程中會存在多界面信號干涉、轉換和疊加，導致地質界面“測不準”。

針對深部巖溶“探不到”，地質界面“測不準”的技術瓶頸，中國科學院武漢巖土力學研究所智能巖石力學團隊劉鎏博士與同濟大學石振明教授團隊、武漢長盛工程檢測技術開發(fā)有限公司等單位開展產(chǎn)-學-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，填補了國內(nèi)外深覆蓋型巖溶快速精準探測的技術空白；(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，首次實現(xiàn)單樁10分鐘內(nèi)完成持力層巖溶探測和解譯，實踐反饋顯示準確率超90%。研究成果得到了廣西和貴州兩個巖溶強發(fā)育省份的勘察規(guī)范在巖溶定量和定向探測等關鍵指標上的唯一推薦。成果作為重要創(chuàng)新點獲得了2022年上海市技術發(fā)明一等獎，湖北省高價值專利大賽金獎，中國公路學會優(yōu)秀博士論文獎。

相關研究成果已在《Engineering Geology》《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》等知名期刊上發(fā)表，授權了中國和美國發(fā)明專利多項，研究得到了國家自然科學基金項目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 鉆孔周圍不良地質和巖體結構精準探測示意圖

圖2?巖溶地區(qū)某工程探測結果與綜合驗證