刘人太,男,山东威海人,1984年7月出生,工学博士,教授,硕士生导师。2012年毕业于山东大学岩土中心,获博士学位,留校任教。其中,2012-2015年,山东能源集团有限公司博士后。主要从事地下工程不良地质灾害控制、新型注浆材料研发等方面的科研工作。
近五年,获得省部级一等奖2项、二等奖4项,三等奖1项,以第一作者或通讯作者发表EI论文18篇,SCI论文3篇,授权国家发明专利11项,出版专著1部。主持国家自然科学基金3项,省部级基金2项。作为负责人承担山东能源集团、青岛地铁、中铁十九局、中铁三局、中交三航局等单位横向课题12项。
一、科研方向介绍
1、揭示了动水注浆封堵机理,发展和完善了注浆理论。以往对动水注浆的理论研究忽略了注浆过程中浆液相变影响,不适用于速凝类注浆材料,而动水注浆基本均采用速凝类浆液,导致理论远远偏离实际。针对此问题,建立了浆液粘度时变本构模型,刻画了浆液从“流体→塑性体”相变过程,推导了动水注浆控制方程,系统揭示了动水封堵机理,提出了动水封堵判据。
2、建立了富水砂层定量化注浆理论与设计方法。以往的富水砂层注浆设计方法大多建立在渗透注浆理论基础上,这与工程实际中砂层注浆形式以劈裂浆脉形式为主相矛盾,注浆加固效果往往达不到治理要求。为此,建立了基于砂层劈裂-压密注浆模式的注浆扩散过程步进式算法,实现了注浆扩散过程的完整描述,并提出了砂层注浆加固效果定量估算公式,在此基础上创立了包含注浆模式判定、扩散范围及加固效果计算的砂层定量化注浆设计方法,为富水砂层稳定性控制提供了有效的治理方法。
3、研发了系列新型注浆材料:水泥基动水抗分散注浆材料,水泥基富水中细沙层注浆材料等。研发的新型水泥基动水抗分散注浆材料能够较长时间(30min)处于塑性形变状态,在高压、大流量、强冲刷的地下水中不分散,利于完成动水封堵。
4、研发了多种不良地质灾害处置关键技术。针对富水砂层极易溃沙、塌方等问题,研发了“模袋桩”帷幕注浆技术;针对软弱地层深部注浆加固效果差的问题,研发了预加水平应力定域注浆技术。保证了工程穿越不良地质段的施工安全,应用在全国20余个工程。
二、科研项目情况
(一)纵向课题
1. 国家基金面上项目(51879152),基于海水劣化作用的断层破碎带注浆加固机理及长期稳定性研究,61万元,在研,主持
2. 省自然科学基金面上项目(ZR2018MEE047),海底隧道破碎带注浆扩散规律与加固体劣化机理研究, 15万元,在研,主持
3. 国家基金联合基金项目(U1706223)海底隧道断层破碎带突水突泥与注浆加固机理及应用, 280万元,在研,第二位
4. 教育部博士点基金(20130131120084),裂隙动水注浆扩散与封堵机理研究, 4万元,已结题,主持
5. 国家基金一般项目(51309146),地下工程破碎岩体胶结界面特征及注浆加固机理研究, 25万元,已结题,主持
6. 国家重点研发计划(2016YFC0801604),地下矿山采空区致灾机理及超前探测与安全高效处理技术, 494万元,在研,骨干参与
(二)部分横向课题
1. 富水沙土层涌水溃砂机理及注浆加固技术研究(12441718),中交第三航务工程局有限公司南京分公司,2016.3.1-2018.12.31,23.5万元,在研,主持
2. 青岛市地铁1号线工程科研课题项目1标合同(11441707),青岛市地铁一号线有限公司,2017.9.1-2022.9.30,349.3万元,在研,主持
3. TBM穿越富水断层带涌水涌泥灾害注浆控制关键技术及现场试验研究(11441532),北京振冲工程股份有限公司,2015.10.28-2017.12.31,60万元,已结题,主持
4. 跨海隧道穿越不良地质灾害辨识及控制关键技术研究(12441705),中铁三局,2017.1.10-2018.9.15,36万元,已结题,主持
5. 软弱围岩与高承压灰岩水注浆治理材料研发及配套技术研究(11441322),山东能源集团,2013.10.25-2017.12.31,120万元,已结题,主持
6. 井工矿井多含水层混合大型突水机理研究与治理(11441523),山东能源集团,2015.6.1-2016.3.30,10万元,已结题,主持
7. 基于多元信息分析方法的矿井涌水防治决策模型及关键技术(11441522),山东王楼煤矿,2015.6.1-2016.12.31,28万,已结题,主持
8. 矿井安全水源核磁共振直接定量探测理论与装备(11441323),山东能源集团,2013.12.1-2015.12.1,220万元,已结题,主持
三、代表性论文
(1)Liu R*, Liu Y, Xin D, et al. Prediction of Water Inflow in Subsea Tunnels under Blasting Vibration[J]. Water, 2018, 10(10): 1336.(SCI收录)
(2)Liu R*, Liu H, Sha F, et al. Investigation of the Porosity Distribution, Permeability, and Mechanical Performance of Pervious Concretes[J]. Processes, 2018, 6(7): 78. (SCI收录)
(3)Sha F, Li S, Liu R*, et al. Effects of fineness on viscoelasticity of microfine cement-based grouts with fly ash, silica fume and superplasticiser[J]. Advances in Cement Research, 2018, 30(10): 469-481. (SCI收录)
(4)刘人太,张连震,张庆松,等. 速凝浆液裂隙动水注浆扩散规律模拟试验[J]. 土木工程学报, 2017(1):82-90. (EI收录)
(5)刘人太*, 张连震, 张庆松, 等. 速凝浆液裂隙动水注浆扩散数值模拟与试验验证[J]. 岩石力学与工程学报, 2017, 36(A01): 3297-3306. (EI收录)
(6)刘人太, 冯啸, 李术才, 等. 多孔介质中浆液动界面扩散规律及工程应用研究[J]. 应用基础与工程科学学报, 2018, 26(1): 200-213. (EI收录)
(7)刘人太,李术才,张庆松,等. 示踪试验分析方法在地下工程水害治理中的应用研究,岩石力学与工程学报,2012,31(4):814-821.(EI收录)
(8)刘人太,李术才,张庆松,等. 一种新型动水注浆材料的试验与应用研究,岩石力学与工程学报,2011,30(7):1454-1459.(EI收录)
(9)刘人太,李术才,张庆松,等. 岩溶裂隙水探查方法优化与工程治理研究,岩土力学,2011,32(4):1095-1100.(EI收录)
(10)冯啸,刘人太*,李术才,等. 考虑深层渗滤效应的水泥浆动界面特征研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2016, 35(5):1000-1008. (EI收录)
(11)沙飞,刘人太*,李术才,等. 运营期渗漏水隧道注浆材料适用性[J]. 中南大学学报:自然科学版, 2016, 47(12):4163-4172. (EI收录)
(12)李召峰,李术才,刘人太*,等. 富水破碎岩体注浆加固材料试验研究与应用[J]. 岩土力学, 2016, 37(7):1937-1946. (EI收录)
(13)郑卓,李术才,刘人太*,等. 裂隙岩体注浆中的浆液–岩体耦合效应分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2015(s2):4054-4062. (EI收录)
四、代表性专利(第一发明人)
(1)一种生态透水混凝土材料及其制备方法.ZL201710222510.7 (发明专利)
(2)一种适用于上软下硬地层的地铁车站暗挖施工工艺. ZL201710054139.8(发明专利)
(3) 一种前进式定域双液注浆装置及施工方法. ZL201510657127.5(发明专利)
(4) 一种三维注浆试验装置及试验方法. ZL201510708332.X(发明专利)
(5) 一种多功能信息化注浆装置及其相关方法. ZL201510016948.0(发明专利)
(6) 用于硬岩一次性开孔的系统及操作方法. ZL201210508939.X(发明专利)
(7) 一种膏状速凝注浆材料及其制备方法. ZL201010514920.7(发明专利)
五、代表性著作
刘人太,张庆松,张连震.砂层注浆理论与实践[M].人民交通出版社,2018
六、相关奖励
(1) 地下工程穿越富水软弱地层重大灾害控制成套技术,山东省科技进步奖,二等奖,第二位
(2) 采动作用下断层突水机理与防治关键技术,中煤协会科技奖,二等奖,第二位
(3) 地下工程突涌水特种注浆封堵材料与围岩加固成套技术,教育部技术发明奖,二等奖,第三位
(4) 富水软弱断层破碎带隧道突水突泥机理及治理成套技术,中国公路学会科学技术奖,二等,第四位
(5) 复杂地质条件下深井巷道动水治理关键技术,山东省科技进步奖,一等奖,第十三位
(6) 隧道与地下工程突涌水机理及治理理论与关键技术,教育部科技进步奖,一等奖,第九位
七、通讯地址:
通讯地址:济南市经十路17923号山东大学千佛山校区8号楼岩土中心,邮编:250061
电子邮箱: rentailiu@163.com