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先进典型事迹报道之七

探测地壳应力的侦察兵—记所地应力研究室研究员吴满路

发布时间:2018-10-12

他,从2000年开始,长期奔赴青藏高原、地震灾区、泥石流和其它地质灾害一线, 默默坚守、无私奉献,做了大量的地壳应力与测量工作,他测量的技术数据为地质灾害预测与防治、灾害评估与灾后重建等提供了可靠技术支撑,他就是地质力学研究所研究员吴满路。

吴满路,男,1968年出生,1991年毕业于长春地质学院水工系工程地质专业,2007年12月开始在中国地质科学院地质力学研究所任研究员,现为中国地震学会地壳应力与地震专业委员会委员。多年来,吴满路研究员一直以地应力测量与监测为主要研究领域,主要从事地应力测量与监测技术方法及应用研究。他负责研制成功的地应力测量与监测新技术新方法主要包括新型压磁应力解除法、新型深孔水压致裂法以及新型四分量压磁应力监测法等;应用研究主要包括区域地壳稳定性、断裂活动性、地下工程岩体稳定性等领域。这些成果已经发表在国内外相关学术期刊上,产生了积极的学术影响。

一、深入青藏高原,开展地质调查与地应力测量

2000年7月,吴满路等地质力学研究所科研人员前往甘肃省甘南藏族自治州开展野外地质调查及野外地应力测量工作。地应力测量从夏河县到玛曲县数百公里战线上展开,测点位于夏河县清水、阿姨山铜矿、碌曲县玛艾、碌曲县尕海以及玛曲县大水,工作地地处海拔高,由于大家都是首次进入高原开展野外测量工作,首先需要度过的是高原反应关。此外由于交通保障条件差、测点远离村镇,为保障野外测量工作的顺利开展,科研人员选择全程住在野外帐篷,野外生活用水卫生变成了最大问题,由于饮用水为牧区野外地表水,极易受到牲畜污染,加之工作区地处高原,沸水温度仅八十多度,不足以杀死各种致病菌,在这种极端条件下,大家通过及时服用常用药品等方式加以预防。通过三个多月艰苦工作,克服了种种困难,团结协作,首次系统地完成了青藏高原东北缘兰州—玛曲地区地应力测量剖面,对研究印度板块北东向推挤引起青藏块体强烈变形的北东前缘区大陆动力学问题具有重要意义。

2000年至2004年,在青藏铁路格拉段建设的关键阶段,吴满路等地质力学研究所科研人员前往青藏铁路格拉段沿线、拉日铁路沿线开展地质调查和地应力测量工作。当时野外通讯保障、生活保障等条件都比较差,长期工作在平均海拔4600米以上高原,打电话要到几十公里以外,洗澡换衣就更奢侈了,要等到采购材料、加工配件、维修设备时,到几百公里外的格尔木顺便解决。由于野外交通保障、医疗卫生保障较差,高原野外工作中需要格外小心预防感冒,以防危及生命的高原病的发生,即便如此,我们野外测量组科研人员无一例外都光顾了铁二十工程局简易吸氧输液站。严酷的自然条件、恶劣的工作条件、简陋的生活条件等都没能阻挡科研人员坚定的脚步,面对大柴旦的毒蚊子、五道梁的高汞水、风火山的暴风雪、安多的超低含氧量,大家没有退缩,齐心协力战胜了一切艰难险阻,保质保量完成了野外测量工作。在青藏铁路沿线多年的野外测量工作中,项目组也获得了一系列科研成果,首次实测获得大震前后地应力状态的变化,首次较全面、系统地开展了青藏铁路沿线、青藏高原腹地现今应力状态测量及监测研究,初步揭示了青藏高原现今地应力环境,为青藏高原大陆动力学研究、构造应力场研究提供了第一手详实的应力实测数据,同时也为青藏铁路沿线地质灾害发生背景研究、断裂活动性研究以及隧道工程稳定性研究提供了重要数据。相关成果在《地球物理学报》、《Geophysical Research Letters》和《地球学报》等国际国内SCI、国内核心刊物上发表。

二、迎难而上,奔赴灾区开展应急地质调查与地应力测量(监测)

2008年5月12日汶川强震发生后,举世震惊。中国地质调查局及局属各单位立即组成应急地质调查小组赶赴灾区开展抗震救灾和次生地质灾害调查。吴满路等地质力学所科研人员也随队前往开展应急地应力测量及监测选点工作。震后的汶川灾区山河破碎、生命凋零、满目疮痍,大家怀着万分悲痛的心情立即投入到抗震救灾和恢复重建的紧张繁重的工作中。我们通过对地震地表破裂、余震分布、震前地应力状态以及相关部门地震速报、地震趋势等数据资料的分析研判,确定了龙门山断裂带西南段是地应力测量和监测的重点区域。目标确定、迅速行动,大家冒着余震、山体崩塌、滑坡等危险,克服重重困难,在短时间内完成了龙门山断裂带西南段地应力测量及监测选布点工作。选布点工作完成后,科研人员们又立即开展紧张的钻孔施工和现场地应力测量。通过二年多的野外钻孔施工、地应力测量、地应力监测仪器安装调试,获得了丰富的野外地应力实测数据,并建成了映秀、康定、宝兴穆坪、宝兴硗碛电厂、松潘、文县等地应力实时监测站。通过对地应力测量及监测数据的系统分析认为,震后龙门山断裂带西南段仍属于高应力区,震中区及北东段外围属于中等应力区,龙门山断裂带西南段今后强震发生的可能性依然较大。以上这些分析判断,也被2013年4月20日芦山地震所证实。在以上工作开展过程中,完成了具有完全自主知识产权的新型深孔压磁应力解除测量系统、新型深孔压磁应力监测系统、新型深孔水压致裂测量系统的研制,并获得了三项国家专利;相关地应力测量及监测研究成果在《Journal of Asian Earth Sciences》、《Acta geologica sinica》、《岩石力学与工程学报》、《地质学报》、《地球物理学进展》等国际国内SCI、EI、国内核心刊物上发表。

三、默默坚守,开展矿山巷道与交通隧道等地下地应力测量

地应力测量与监测除了应用于断裂活动性、地震活动性以及地球动力学等方面的研究外,还广泛应用于矿山、水电、隧道等地应力岩体稳定性研究中。近年来,吴满路等地质力学研究所科研人员努力把科技成果转化成为现实生产力,主动走出去,服务于对国民经济至关重要的交通及资源能源开发领域,陆续开展了辽宁蒲石河水电站、辽宁红透山铜矿、黑龙江荒沟水电站、吉林松江河水电站、云南马鹿塘水电站、海南环岛东线高速公路、福建武邵高速公路、广东广佛肇高速公路、甘肃金川铜镍矿、广东阳江核电站、新疆齐热哈塔尔水电站等工程地应力测量,为高速公路选线、水电核电地下厂房布设、矿山巷道采场设计提供了重要的不可或缺的地应力数据。特别是在金川铜镍矿井下深部围岩体、充填体应力及形变测量过程中,吴满路等科研人员冒着井下近四十度的高温和严重的粉尘污染,奋战近200天,战胜了难以想象的困难,终于完成了现场测试任务。测试给出了矿山深部现今地应力分布状态、地应力随深度变化规律,对矿山深部巷道采场设计、支护方式及支护强度选择等提出了合理化建议,为矿山安全、高效、低成本开采做出了重要贡献。相关研究成果已在《岩石力学与工程学报》、《岩土力学》、《地球学报》、《地质力学学报》等国内EI、国内核心刊物上发表。

他深知,在区域地壳稳定性、断裂活动性、地下工程岩体稳定性等领域,要进一步深入地对地应力测量与监测技术方法及应用研究进行科技创新,此项工作有着漫长的路要走。用忠诚与担当的精神,践行新时代地质工作者核心价值观,潜心研究,精心服务于自然资源工作,为防治地质灾害发挥更好技术支撑作用。