湖南教育新闻网讯（通讯员 叶正芳）2月24日，2021年度湖南省科学技术奖获奖名单出炉。长沙理工大学付宏渊团队的《南方地区软岩边坡灾变防控关键技术及应用》项目，获得湖南省科学技术进步奖一等奖。
边坡工程防灾减灾研究团队合影
软岩地质体广泛分布在我国南方地区，具有强度低、变形大、环境敏感性强等特点。在高速公路、铁路等交通基础设施建设中，大量软岩边坡在湿热环境影响下呈现出量大面广、屡治屡滑、由表及里的渐进失稳灾变特点，导致南方地区软岩边坡灾变控制难度和复杂性前所未有。
边坡失稳，是公路建设领域公认的重大工程灾害之一。而软岩边坡失稳，则算得上边坡失稳中屡治不愈的工程顽疾。据统计，近十年降雨引起的软岩边坡灾害达12000余次，造成直接经济损失达175亿元。
付宏渊带领团队“死磕”这一难题长达十二年，从理论分析、软岩分类、参数获取、材料研发、精确处治等多方面开展了软岩材料特性及边坡防控技术方面的系统研究和工程实践。期间，团队承担了“炭质泥岩路堤湿化变形机理及控制研究”“复杂环境中炭质泥岩—土分层填筑路堤强度劣化机理及控制研究”“温湿交互作用下粉砂质泥岩边坡损伤演化及灾变机理研究”等多个国家自然科学基金科研项目，并就国家自然科学基金重点项目“湿—热—力耦合作用下泥岩人工边坡灾变机理、评价方法与防控措施研究”持续攻关。
付宏渊在实验室指导团队实验
团队成员在实地考察软岩边坡
在过去，常用的边坡稳定性分析方法难以适用于软岩边坡。一方面是因为雨水在软岩边坡内部的流动规律尚不明确，此外，“现有岩体遇水后的强度变化理论，遇到软岩也犹如一拳打在棉花上”，导致计算得到的软岩边坡失稳模式、稳定状态与实际情况差距较大。
针对上述难题，付宏渊团队围绕软岩土水特征模型、边坡暂态饱和区形成机制与演化规律、暂态水压力与边坡稳定性计算方法开展了系统研究并取得重要的理论突破，揭示了雨水在软岩边坡内部入渗、聚集及排出的全过程演化规律，并提出软岩抗剪强度参数取值新方法，显著提高了软岩边坡稳定性分析结果的准确性。
在工程应用上，团队也不断自主创新，研发了多款软岩边坡生态防护材料。以边坡表层防水为例，研究团队发明了超疏水材料，“将我们的材料喷涂在边坡表面，即可有效防止雨水渗入，同时在材料外层喷射厚层植生土，实现对边坡的有效复绿，经济又环保。”该团队成员介绍说。
排水管阻滞也是造成软岩边坡失稳的一大“痼疾”。“排水管不畅，会导致坡内积水水压增大，同时软岩在水长期浸泡下强度会大幅降低，最终严重影响边坡稳定性。”针对这一问题，团队反复实验，选择了一种吸水纤维和吸水树脂对边坡排水管持续改进，最终发明了一款能主动吸水、可更换式排水管，大大优化了软岩边坡内部的排水系统。
目前，该项目研发成果已在湖南、广西、广东等6省区10余条高速公路200多个边坡工程中全面推广应用，产生经济效益6.65亿元，显著减少削坡占地。
“千里之堤，溃于蚁穴。只有彻底解决软岩边坡在降雨入渗下的失稳问题，才能切实保障道路交通安全，助力国家‘交通强国’建设。”付宏渊介绍说。下一步，研究成果或将推广到“一带一路”沿线软岩发育的国家和地区，为“一带一路”倡议提供坚实的技术和科技支撑。
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