根據(jù)《河北省科學(xué)技術(shù)獎勵辦法》擬將下列科研項目申報《2021年度河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎》，按照《2021年度河北省科學(xué)技術(shù)獎勵提名工作手冊》要求，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎對項目名稱、提名單位（專家）、項目簡介、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)、應(yīng)用情況及效益情況、主要知識產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等目錄、主要完成人情況、完成人合作關(guān)系說明及完成人合作關(guān)系情況匯總表等情況于2021年6月1日至2021年6月7日進(jìn)行公示。
對于該項目有異議者，請通過書面形式報至單位技術(shù)質(zhì)量部，電話0311-66723268。
項目名稱：基于新型城鎮(zhèn)化的巖溶區(qū)巖土工程成套技術(shù)研究與應(yīng)用
提名單位：河北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳
申報獎種：河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎
項目簡介：
項目來源：項目申報河北省科技進(jìn)步獎二等獎及以上；所屬領(lǐng)域為土木建筑工程；來源于河北省科技計劃和河北省建設(shè)科技計劃。
項目背景：我國是世界上巖溶最發(fā)育的國家之一。巖溶塌陷是巖溶區(qū)特有的地質(zhì)災(zāi)害類型，具突發(fā)性和不確定性特點。近年來，隨著國家新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的實施，巖溶區(qū)土地資源、水資源開發(fā)增強(qiáng)，由此引發(fā)的巖溶塌陷問題日益嚴(yán)重，給人民生命財產(chǎn)帶來了重大損失，每年損失數(shù)以百億元。
巖溶區(qū)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，首先面對的是巖溶地基穩(wěn)定性、巖溶地基勘察與處治等巖土工程問題。研究和解決這些問題，對于提高巖溶區(qū)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)水平、保障人民生命財產(chǎn)安全具有重大意義。本項目結(jié)合工程實踐，通過引入先進(jìn)技術(shù)和理論，研發(fā)針對性解決方案，通過二十年的攻關(guān)，形成了一套面向新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的巖溶區(qū)巖土工程成套技術(shù)。
主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點：1) 首次構(gòu)建了巖溶地面塌陷形成機(jī)制的“天窗”論。“天窗”論以溶洞頂板黏土層特征，地下水特征，溶洞頂板基巖的完整程度，場地斷層分布為巖溶地面塌陷形成機(jī)制的核心要素，為巖溶地基穩(wěn)定性評價提供了理論基礎(chǔ)。
2) 提出了基于權(quán)重反分析、logistic模型和云模型理論的巖溶地面塌陷評價新方法，其與基于GIS平臺的城市巖溶勘察信息系統(tǒng)，共同構(gòu)成了巖溶地基穩(wěn)定性評價系統(tǒng)。
3) 基于廣義Hoek-Brown準(zhǔn)則和極限定理上限法，建立了溶洞頂板臨界安全厚度的定量評價標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是國家規(guī)范的重要補(bǔ)充；提出了可考慮穿越溶洞段樁身壓屈的穿越單個溶洞和穿越串珠狀溶洞的基樁豎向極限承載力計算方法，編寫了應(yīng)用程序。
4)研發(fā)了成套巖溶地基勘察處治新技術(shù)，包括基于球面波反射原理的樁底巖溶無損探測方法，環(huán)保型巖溶充填方法，水力充填注漿法，巖溶發(fā)育區(qū)灌注樁施工方法等。
5)研究了巖溶區(qū)紅黏土在靜動荷載作用下的變形和強(qiáng)度特性以及強(qiáng)夯加固后紅黏土地基的水穩(wěn)定性，提出了紅黏土地基強(qiáng)夯加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：1）開發(fā)的城市巖溶勘察信息系統(tǒng)與巖溶地面塌陷評價新方法共同構(gòu)成了巖溶地基穩(wěn)定性評價系統(tǒng)。系統(tǒng)已收錄102個工程案例，廣泛應(yīng)用于巖溶勘察，準(zhǔn)確性大大提高。
2）開發(fā)的巖溶充填法，注漿法，巖溶區(qū)灌注樁施工法，所用材料為廢棄尾礦，體現(xiàn)了綠色環(huán)保發(fā)展理念。
3）建立的溶洞頂板臨界安全厚度定量評價方法，給出了I～I(xiàn)V級巖體的臨界厚徑比建議值，與國家規(guī)范對比證明了其合理性和科學(xué)性，是國家規(guī)范的重要補(bǔ)充。
4）開發(fā)的巖溶區(qū)紅黏土強(qiáng)夯加固新技術(shù)，可提高地基承載力50%，節(jié)約工程造價30%，經(jīng)多個項目驗證了其有效性。
主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)
河北建設(shè)勘察研究院有限公司負(fù)責(zé)項目的整體策劃、組織實施和完成，并將本項目的研究成果在實際工程中進(jìn)行推廣應(yīng)用。
北京交通大學(xué)合作完成了專題巖溶區(qū)紅黏土靜動力荷載作用下的變形和強(qiáng)度特性研究。
河北省交通規(guī)劃設(shè)計院研究合作完成了巖溶區(qū)地基穩(wěn)定性綜合評價系統(tǒng)的研究，并編寫了相應(yīng)的計算應(yīng)用程序，參與完成了《城市巖溶勘察信息系統(tǒng)》的研發(fā)與工程應(yīng)用，參與完成了淺埋溶洞的環(huán)保型充填方法研究，參與完成了河北省地方標(biāo)準(zhǔn)《巖溶區(qū)巖土工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的編制，并在多條段涉巖溶區(qū)的高速公路勘察設(shè)計工作中將課題成果進(jìn)行了推廣應(yīng)用。
石家莊鐵道大學(xué)合作完成了穿越大型溶洞型基樁豎向極限承載力設(shè)計理論，基于廣義Hoek-Brown準(zhǔn)則和極限定理上限法，建立了溶洞頂板臨界安全厚度的定量評價標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)可考慮基樁直徑、溶洞跨徑、巖體完整性、巖石單軸抗壓強(qiáng)度和堅硬程度；提出了可考慮穿越溶洞段樁身壓屈的穿越單個溶洞和穿越串珠狀溶洞的基樁豎向極限承載力計算方法，并編寫了相應(yīng)的應(yīng)用程序。
唐山中冶地巖土工程有限公司合作參與了本項目部分內(nèi)容的研究與實施，包括巖溶區(qū)地基穩(wěn)定性綜合評價系統(tǒng)研究、巖溶區(qū)地基勘察與處置成套技術(shù)研究等內(nèi)容，并將研究成果在唐山地區(qū)的實際工程中進(jìn)行了推廣應(yīng)用。
應(yīng)用情況及效益情況
成果已應(yīng)用于河北、廣西、廣東、福建山西等近200余項工程，經(jīng)濟(jì)效益超過百億元，近三年經(jīng)濟(jì)效益28.39億元，利潤4.78億元。應(yīng)用的工程獲國家優(yōu)質(zhì)工程3項、全國優(yōu)秀勘察設(shè)計銀獎4項，河北省優(yōu)秀勘察設(shè)計獎10余項；授權(quán)專利9件，獲得軟件著作權(quán)5項，編制河北省地方標(biāo)準(zhǔn)1部；出版專著1部；發(fā)表論文34篇，培養(yǎng)研究生10余人。經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益顯著，為巖溶區(qū)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)提供了重要技術(shù)支撐。
主要知識產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等目錄
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序號 |
知識產(chǎn)權(quán)（標(biāo)準(zhǔn)）類別 |
知識產(chǎn)權(quán)（標(biāo)準(zhǔn)）具體名稱 |
國家 （地區(qū)） |
授權(quán)號（標(biāo)準(zhǔn)編號） |
授權(quán)（標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布）日期 |
證書編號（標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)發(fā)布部門） |
權(quán)利人（標(biāo)準(zhǔn)起草單位） |
發(fā)明人（標(biāo)準(zhǔn)起草人） |
發(fā)明專利（標(biāo)準(zhǔn)）有效狀態(tài) |
是否包含河北省完成單位/完成人 |
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1 |
發(fā)明專利 |
一種填料注漿充填基巖地下空洞的方法以及一種水力充填裝置 |
澳大利亞 |
202010422625.2 |
2020年7月8日 |
2020101047 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
聶慶科；王國輝；李友東；劉雙辰；高春樂；陳軍紅；林明赫；梁學(xué)鵬；劉帥；陳玉國；范暉紅；張川；龐東偉；朱凱云；陳佳錫 |
專利權(quán)維持 |
是 |
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2 |
發(fā)明專利 |
一種巖溶地層旋挖鉆孔防斜鉆具及鉆孔方法 |
澳大利亞 |
202010554207.9 |
2020年8月5日 |
2020101426 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
聶慶科；李友東；王國輝；劉雙辰；商衛(wèi)東；于俊超；王慶軍；劉帥；趙立波；喬曉峰；于鵬超；聶增雙；王冰冰；王玉波；趙永紅 |
專利權(quán)維持 |
是 |
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3 |
發(fā)明專利 |
穿越溶洞型基樁極限承載力模型試驗系統(tǒng)及試驗方法 |
中國 |
ZL201710507707.5 |
2020年04月14日 |
3753508 |
石家莊鐵道大學(xué) |
袁維；聶慶科；王偉；李宗鴻；李家欣 |
專利權(quán)維持 |
是 |
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4 |
發(fā)明專利 |
一種穿過溶洞的鉆孔灌注樁施工方法 |
中國 |
ZL201610840718.0 |
2019年08月30日 |
3512934 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
聶慶科；劉晶晶；王偉；王修蛟；冉善林；鄭云峰 |
專利權(quán)維持 |
是 |
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5 |
發(fā)明專利 |
一種淺埋型巖溶地區(qū)巖溶地面塌陷的充填方法 |
中國 |
ZL201610354147.X |
2019年01月04日 |
3206319 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
聶慶科；梁書奇；王英輝；賈向新；田鵬程；李建鵬 |
專利權(quán)維持 |
是 |
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6 |
發(fā)明專利 |
一種樁底巖溶無損探測方法 |
中國 |
ZL201010539461.8 |
2013年01月09日 |
1118756 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
郅正華；楊海賓；張開偉；白立朋；魏建明；趙鋼 |
專利權(quán)維持 |
是 |
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7 |
軟件著作權(quán) |
城市巖溶勘察信息系統(tǒng)(V1.0) |
中國 |
2015SR083937 |
2015年05月18日 |
軟著登字第0971023號 |
聶慶科；李建朋；賈向新；胡艷東；杜興明；遲秀成；吳德明；田小偉；河北建設(shè)勘察研究院有限公司；唐山中冶地巖土工程有限公司；河北省地礦局第四水文工程地質(zhì)大隊 |
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其他有效的知識產(chǎn)權(quán) |
是 |
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8 |
軟件著作權(quán) |
穿越單個溶洞基樁豎向承載力計算程序軟件［簡稱：Cave Pile BC］(V1.0) |
中國 |
2017SR401102 |
2017年07月26日 |
軟著登字第1986386號 |
石家莊鐵道大學(xué)；河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
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其他有效的知識產(chǎn)權(quán) |
是 |
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9 |
軟件著作權(quán) |
嵌巖樁下覆溶洞頂板臨界厚徑比計算程序系統(tǒng)［簡稱：Pile Cave Cri］(V1.0) |
中國 |
2019SR0054510 |
2019年01月16日 |
軟著登字第3475267號 |
石家莊鐵道大學(xué)；河北建設(shè)勘察研究院有限公司；袁維；聶慶科；王偉 |
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其他有效的知識產(chǎn)權(quán) |
是 |
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10 |
軟件著作權(quán) |
巖溶區(qū)地面塌陷危險性評價軟件［簡稱：RAKG］(V1.0) |
中國 |
2019SR0842967 |
2019年08月18日 |
軟著登字第4263724號 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司；聶慶科；李華偉；李建朋；賈向新 |
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其他有效的知識產(chǎn)權(quán) |
是 |
主要完成人情況表
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排名 |
姓名 |
技術(shù)職稱 |
工作單位 |
完成單位 |
對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻(xiàn) |
曾獲科學(xué)技術(shù)獎勵情況 |
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1 |
聶慶科 |
正高級工程師 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
項目負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項目的整體策劃和組織實施。對1～5創(chuàng)新點均做出了貢獻(xiàn)。 |
獲河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎3項、三等獎6項、華夏建設(shè)科技進(jìn)步獎1項；獲全國發(fā)明博覽會金獎1項，河北省十大優(yōu)秀發(fā)明獎1項，河北省優(yōu)秀發(fā)明獎3項；省建設(shè)行業(yè)科技進(jìn)步一等獎16項、二等獎4項、三等獎4項。 |
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2 |
白冰 |
教授 |
北京交通大學(xué) |
北京交通大學(xué) |
項目技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項目方案的制定和審核。對第1、2、3和5創(chuàng)新點做出了貢獻(xiàn)。 |
“雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與應(yīng)用研究”獲2009年河北省科技進(jìn)步三等獎，排名第3。 |
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3 |
李建朋 |
高級工程師 |
河北省交通規(guī)劃設(shè)計院 |
河北省交通規(guī)劃設(shè)計院 |
子課題負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項目的理論分析。對第1、2和4創(chuàng)新點做出了貢獻(xiàn)。 |
無 |
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4 |
賈向新 |
正高級工程師 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
負(fù)責(zé)項目的策劃和實施。對第1、2和4創(chuàng)新點做出了貢獻(xiàn)。 |
獲得河北省建設(shè)行業(yè)科技進(jìn)步一、二、三等獎8項，獲得河北省政府科技進(jìn)步獎三等獎1項。 |
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5 |
袁維 |
副教授 |
石家莊鐵道大學(xué) |
石家莊鐵道大學(xué) |
子課題負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項目的理論分析。對第3和4創(chuàng)新點做出了貢獻(xiàn)。 |
“高陡巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評價及安全控制關(guān)鍵技術(shù)”獲2015年河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎三等獎，排名第二 |
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6 |
王偉 |
正高級工程師 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
負(fù)責(zé)項目的實施。對第3和4創(chuàng)新點做出了貢獻(xiàn)。 |
“樁端封閉式和開放式后注漿技術(shù)改善基樁承載特性的研究”獲2015年河北省科技進(jìn)步三等獎，排名第一 |
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7 |
高嶺 |
正高級工程師 |
河北省交通規(guī)劃設(shè)計院 |
河北省交通規(guī)劃設(shè)計院 |
負(fù)責(zé)項目的實施和數(shù)據(jù)處理。對第1和2創(chuàng)新點做出了貢獻(xiàn)。 |
無 |
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8 |
胡艷東 |
正高級工程師 |
唐山中冶地巖土工程有限公司 |
唐山中冶地巖土工程有限公司 |
負(fù)責(zé)項目的方案實施和數(shù)據(jù)分析。對第2和4創(chuàng)新點做出了貢獻(xiàn)。 |
無 |
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9 |
秦祿盛 |
工程師 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
負(fù)責(zé)項目的方案實施、數(shù)據(jù)處理和報告編寫。對第2、4和5創(chuàng)新點做出了貢獻(xiàn)。 |
“碎石土中超深高壓旋噴樁施工技術(shù)”獲2020年度河北省建設(shè)科技進(jìn)步獎二等獎，排名第七 |
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10 |
張開偉 |
正高級工程師 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司 |
負(fù)責(zé)項目的實施。對第2和4創(chuàng)新點做出了貢獻(xiàn)。 |
“地下空間開挖的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”獲2014年度河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎，排名第十 |
完成人合作關(guān)系說明及完成人合作關(guān)系情況匯總表
本項目所有研究人員，自2001年成立研究小組，經(jīng)過20年多的精誠合作，聯(lián)合科研攻關(guān)，共同圓滿完成了項目的研究工作。
聶慶科、賈向新、王偉、秦祿盛和張開偉均為河北建設(shè)勘察研究院有限公司員工，是本項目研究團(tuán)隊的核心人員，已進(jìn)行長期協(xié)作，取得了多項合作成果。其中，聶慶科作為項目負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項目的整體策劃和組織實施，是多件專利的主要發(fā)明人，是多項軟件著作權(quán)的主要完成人，多篇論文的主要作者。賈向新、王偉、秦祿盛和張開偉參與了項目實施的具體工作與成果的整理，為項目研究成果的轉(zhuǎn)化做出了重要貢獻(xiàn)，賈向新為本項目一件專利的主要發(fā)明人，兩項軟件著作權(quán)的主要完成人，多篇論文的主要作者；王偉為本項目一件專利的主要發(fā)明人，一項軟件著作權(quán)的主要完成人，多篇論文的主要作者；張開偉為本項目一件專利的主要發(fā)明人，多篇論文的主要作者。
白冰工作于北京交通大學(xué)，作為本項目的技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)了方案的制定和報告的審核，并在巖溶區(qū)紅黏土的力學(xué)特性機(jī)理研究和加固技術(shù)部分做出了重要貢獻(xiàn)。作為論文主要作者，或者與項目組其他成員共同發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文，在理論支撐上對項目的完成做出了貢獻(xiàn)。
李建朋現(xiàn)工作于河北省交通規(guī)劃設(shè)計院，課題研究期間曾作為河北建設(shè)勘察研究院有限公司博士后工作站在站博士后進(jìn)行項目研究，在城市巖溶勘察信息系統(tǒng)、巖溶地基穩(wěn)定性評價新方法、淺埋溶洞的環(huán)保型充填方法等方面做出重要貢獻(xiàn)，共同完成了多篇論文、專利以及軟件程序。
高嶺工作于河北省交通規(guī)劃設(shè)計院，作為本項目的主要完成人，與其他人員一起進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，共同完成了河北省地方標(biāo)準(zhǔn)的編制。
袁維現(xiàn)工作于石家莊鐵道大學(xué)，課題研究期間曾作為河北建設(shè)勘察研究院有限公司博士后工作站在站博士后進(jìn)行項目研究，在溶洞頂板臨界安全厚度和穿越溶洞的基樁豎向極限承載力計算方法的理論分析方面做出了重要貢獻(xiàn)，共同完成了多篇論文、專利以及軟件程序。
胡艷東工作于唐山中冶地巖土工程有限公司，參與本項目部分試驗研究以及數(shù)據(jù)分析工作，也為本項目的實施做出了重要貢獻(xiàn)，為本項目一項軟件著作權(quán)的主要完成人之一。
完成人合作關(guān)系情況匯總表
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序號 |
合作方式 |
合作者 |
合作時間 |
合作成果 |
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1 |
專著合著 |
聶慶科1，李建朋4，張開偉5 |
2013-2020 |
隱伏型巖溶區(qū)建筑地基穩(wěn)定性評價方法研究與工程實踐 |
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2 |
論文合著 |
聶慶科1，白冰2 |
2014 |
Experimental Study on the Water Sensitivities of Compacted Red Clay in Guangxi, China |
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3 |
論文合著 |
聶慶科1，袁維2，王偉5 |
2019 |
An approach for calculating the vertical ultimate bearing capacity of a shallow circular foundation |
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4 |
論文合著 |
聶慶科1，李建朋2 |
2014 |
Distribution and Forming Mechanism of Karst Collapses in Tangshan Stadium |
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5 |
論文合著 |
聶慶科2，袁維3，王偉1 |
2017 |
溶洞頂板破壞對穿越溶洞型基樁極限承載力的影響規(guī)律研究 |
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6 |
論文合著 |
聶慶科2，李建朋1，賈向新4 |
2017 |
唐山市巖溶地面塌陷穩(wěn)定性評價的Logistic回歸模型 |
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7 |
論文合著 |
聶慶科2，李建朋1 |
2018 |
基于權(quán)重反分析的巖溶地面塌陷危險性評價方法研究 |
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8 |
論文合著 |
聶慶科3，袁維1，王偉4 |
2019 |
基于沖切破壞模式的嵌巖樁樁端溶洞頂板臨界厚度確定方法研究 |
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9 |
共同知識產(chǎn)權(quán) |
聶慶科1，賈向新4，李建鵬6 |
2016-2019 |
一種淺埋型巖溶地區(qū)巖溶地面塌陷的充填方法 |
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10 |
共同知識產(chǎn)權(quán) |
聶慶科1，李建朋2，賈向新3，胡艷東4 |
2015 |
城市巖溶勘察信息系統(tǒng)(V1.0) |
|
11 |
共同知識產(chǎn)權(quán) |
聶慶科2，李建朋4，賈向新5 |
2019 |
巖溶區(qū)地面塌陷危險性評價軟件［簡稱：RAKG］(V1.0) |
|
12 |
共同知識產(chǎn)權(quán) |
聶慶科2，袁維1，王偉3 |
2017-2020 |
穿越溶洞型基樁極限承載力模型試驗系統(tǒng)及試驗方法 |
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13 |
共同知識產(chǎn)權(quán) |
聶慶科4，袁維3，王偉5 |
2019 |
嵌巖樁下覆溶洞頂板臨界厚徑比計算程序系統(tǒng)［簡稱：Pile Cave Cri］(V1.0) |
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14 |
共同參與制訂標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 |
聶慶科，李建朋，賈向新，袁維，王偉，高嶺，胡艷東，秦祿盛，張開偉 |
2012-2020 |
巖溶區(qū)巖土工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) |
河北建設(shè)勘察研究院有限公司
2021年6月1日
地址：河北省石家莊市槐安西路555號
電話：0311-66723100 66723200
傳真：0311-66723277 郵編：050227
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