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[成果] 1800160030 湖北
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:项目属于土木工程科学,涉及有钢结构、混凝土结构和组合结构。项目组针对各种形式的钢管和钢管混凝土桁架节点的静动力性能开展了非常系统的科学研究,研究影响钢管桁架节点力学性能的几何特征参数和性能表达参数,构建节点承载力和应力集中系数的参数化模型,并基于考虑半刚性效应的钢管桁架结构整体分析,建立节点承载力和应力集中系数计算公式和设计方法。项目研究历时15年,是5个国家自然科学基金资助课题的结晶,提出了各种类型钢管节点和钢管混凝土节点的承载力计算公式,部分研究成果已经被新版的《钢结构设计标准》中的钢管结构部分所采纳,有力地促进了国内外钢管节点受力性能的研究,其研究成果已经被应用到众多国家重大重点工程上,并取得了较好的社会和经济效益。 主要内容: 1.揭示了多种类型不锈钢管混凝土T和X型方管节点的破坏模式,发现现有设计方法的计算结果过于保守,建议在现有设计方法中应该考虑不锈钢管对钢管节点力学性能的贡献; 2.揭示了方支管-H型钢主管X型和T型节点的受力过程、破坏模式的分布规律以及几何参数的影响,推导出方支管-H型钢主管X型和T型节点的极限承载力计算公式; 3.将连接方式,支、主管外边长比值以及加强板厚度对环口板加强型和垫板加强型方钢管节点静力性能的影响进行了系统研究,最终给出工程设计建议; 4.考察了大曲率主管的圆钢管和圆钢管混凝土节点的轴压承载力、破坏模式、变形能力、相贯区应力发展,分析了主管是否填充混凝土和曲率半径对节点轴压性能的影响,提出主管弯曲的圆钢管节点的轴压承载力建议公式; 5.揭示了鸟嘴型节点的受力性能、破坏模式,提出了支管边长与主管边长之比和连接方式对鸟嘴型节点极限承载力与延性的影响,回归得到了极限承载力计算公式; 6.通过试验与有限元模拟的结果,揭示了大偏心N型圆钢管节点应力集中系数的分布情况,获取了相贯线上的最大SCF值,拟合出节点的应力集中系数的计算公式。
[成果] 1800180275 上海
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目属于土木工程领域建筑结构方向的研究成果。 项目组聚焦中国大规模城市化进程的重大需求,依托国家自然科学基金委创新研究群体项目以及“重大工程的动力灾变”重大研究计划重点项目等,在复杂建筑结构精细化分析的材料本构关系、新型结构单元和结构强非线性分析方法等核心技术方面,取得了一系列具有自主知识产权的高水平研究成果,并成功应用于一批代表性工程的抗震优化设计,取得了良好的经济和社会效益。主要技术创新内容如下: (1)材料模型创新:混凝土弹塑性损伤本构关系及高效数值实现技术。系统建立基于拉-剪损伤机制和损伤能释放率的弹塑性损伤本构理论框架,考虑动力应变率效应的影响,提出具有广泛国际影响力的混凝土弹塑性损伤本构关系,并推广至钢筋混凝土复合材料;发展上述弹塑性损伤本构关系的高效稳定数值实现算法,有效解决结构动力灾变强非线性分析的收敛性和稳定性问题;相关研究成果写入中国现行的《混凝土结构设计规范》,填补了中国在混凝土损伤本构关系研究和标准化方面的空白。 (2)单元类型创新:新型钢筋混凝土纤维梁和精细化平板壳结构单元。提出基于力法的隐式梯度纤维梁柱单元,并发展考虑损伤的等效节点荷载和内力动态求解等实用技术,显著提高了钢筋混凝土梁柱构件分析的计算精度、计算效率和数值健壮性;开发具有平面内转角自由度的精细化平板壳单元,有效解决了钢筋混凝土剪力墙与梁、柱或连梁连接时的建模难题。上述研究成果为大型复杂建筑结构的精细化分析奠定了技术基础。 (3)结构分析创新:大型复杂建筑结构动力灾变模拟分析技术和平台。发展结构快速有限元建模、材料/单元多尺度失效准则以及材料/结构双尺度一致割线算法等复杂建筑结构动力灾变分析技术,实现了复杂建筑结构从材料损伤到构件失效、再到结构部分或整体倒塌等全过程的精细化分析;开发了混凝土弹塑性损伤本构关系的ABAQUS子程序和大型钢筋混凝土结构非线性分析软件包ADARCS,为复杂建筑结构动力灾变行为的精细化模拟提供了分析平台。 (4)应用方面创新:基于结构整体可靠度敏感性的抗震优化设计技术。深入研究复杂建筑结构动力灾变行为,系统揭示地震作用不确定性对结构整体抗震可靠度的影响规律;提出基于结构整体可靠度敏感性分析的抗震优化设计和粘滞阻尼器优化布置等技术,并成功应用于上海中心、成都绿地中心、武汉绿地中心等复杂建筑结构,在保证结构安全性的同时显著提升了结构的性价比,取得了明显的社会和经济效益。 基于上述创新性研究成果,项目组参编国家规范1部,出版中文专著1部;发表论文100余篇,其中SCI收录32篇,EI收录46篇;获得华夏建设科学技术一等奖1项、国际顶级学术期刊奖励1项;获批发明专利3项、实用新型专利2项、软件著作权5项。项目研究期间,主要完成人获批国家自然科学基金委创新研究群体1个、杰出青年基金1人、优秀青年基金1人、全国优秀博士学位论文提名奖2人。
[成果] 1800240557 江苏
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该成果属于土木建筑工程其他学科的结构抗震试验领域。子结构混合试验是研究大型复杂结构抗震性能的最经济并行之有效的方法,也是当今土木工程结构试验界的发展趋势。然而该方法存在以下技术瓶颈:(1)多个子结构试验难以在本地实验室协同完成;(2)引入大型有限元方法替代简单计算模型带来系统协调和耦合问题;(3)部分大型结构(如底部大开间结构等)的抗震研究更希望将子结构试验和振动台试验相结合。十余年来,该科研团队通过建立抗震混合试验理论,突破了上述技术瓶颈,在工程结构抗震性能评估中进行了应用。 主要创新有: 1.提出基于多尺度有限元协同分析的结构抗震混合试验方法,建立了本地实验室和异地实验室互联网协同混合试验方法。建立了基于MTS-OpenFresco-MATLAB/ABAQUS平台的抗震混合试验系统,开发了CSIC和Dspace-Scramnet两种接口,将多种物理试验单元嵌入有限元软件中;将多尺度分析方法引入到抗震混合试验,提出一种集成试验单元的多尺度混合模型构建方法,利用多点约束法有效地实现了不同尺度单元间的边界变形协调。在国内率先实现了多种结构体系的抗震混合试验,与整体结构模型试验相比,大大降低了抗震试验的成本;实现了异地实验室互联网协同共享,减少大型设备集中投入,参与了国内首个四校国际协作分布式桥梁结构网络协同示范性拟动力试验,为大型复杂结构反应分析提供了一种新的研究方法。 2.在国内率先解决了子结构振动台混合试验的关键技术,提出了子结构振动台混合试验的加载控制方法和边界条件模拟方法。研究成果可为国内大型地震模拟振动台试验工程应用及振动台建设提供参考;提出一种基于子结构振动台试验的近似模拟高层建筑长周期地震反应改进方法,提出输入地震动加速度的修正方法,拓展了现有小型振动台的试验能力。 3.解决了大刚度多自由度结构力控制、多自由度非线性等效力控制方法关键技术问题,开发了基于混合编程控制的多自由度结构拟动力试验系统,实现了多自由度足尺模型拟动力试验,实现了四个作动器非线性精确加载控制。将成果应用于一栋三层底框配筋砌块短肢砌体剪力墙结构足尺模型和一栋三层预制钢筋混凝土结构足尺模型,准确获得了结构的抗震性能,有力地推动了配筋砌体结构的发展,该结构体系在全国多地进行了大量的工程应用,取得了良好的经济效益和社会效益。 该项目有力地推动了抗震试验理论与技术的发展,使大型复杂结构抗震试验成为可能。项目组成员连续获得国家自然科学基金重大研究计划、重点项目、国际合作项目、面上项目、青年基金项目、江苏省高校自然科学基金重大项目、教育部博士点基金等资助共14项,总经费近600万元;发表SCI/EI检索论文23篇、中文核心论文200余篇,参编国家行业标准《建筑抗震试验规程》,获准发明专利4项。结合中国地震动参数区划图修改,江苏设防烈度有所提高,为抗震试验研究提供技术支持,辐射江苏省乃至全国。
[成果] 1800260063 云南
TU7 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:铝合金模板系统是新一代的建筑模板系统,其具有重量轻、承载力强、混凝土浇筑质量好、施工进度快、周转使用次数多、安全文明施工水平高、绿色环保、综合经济效益好等优势,近年来在中国大部分地区得到推广应用。铝合金模板在推广应用过程中遇到了模板种类多、通用化率低、应用范围受限、模板预拼装占用大量场地及增加生产成本等问题,同时行业也缺乏铝合金模板产品生产和应用技术的相关标准。 该项目在云南省科学技术厅的支持下,经过4年多的系统试验和工程应用研究,完成了铝合金模板体系的改进创新,对铝合金模板虚拟预拼装技术、数字化设计与制造技术、新型背楞支撑体系、铝木复合模板体系、绿色施工技术等进行了系统研究,并取得如下科技成果:(1)研发基于BIM技术的铝合金模板配模设计软件和虚拟预拼装软件,在同行业率先实现基于BIM技术的铝合金模板设计、制造、仓储、安装及周转使用的全生命周期的信息化管理,实现模板数字化设计与制造,率先实现了铝合金模板虚拟预拼装。(2)对铝合金模板进行了基于模数的配模系统研究,大幅减少模板种类,显著提高了模板的通用化率,扩大了铝合金模板的应用范围。(3)自主研发出铝木复合模板体系,并应用到不同结构类型建筑,应用范围扩大到地下结构和多层建筑。(4)自主研发的新型C型高强钢背楞体系,标准化率高、施工便捷、通用性强,极大提高施工效率。 依托该项目,授权发明专利2项、实用新型专利38项,获批国家级工法、省级工法各1项,主编地方标准1项,参编行业标准1项,获软件著作权2项,发表学术论文5篇。建立了2个铝合金模板生产基地和1个旧模板处理基地,铝合金新模板年生产能力可达30万平方米,旧模年处理能力30万平方米,该项目成果已在省内外100多个项目应用,应用建筑面积超过800万平方米,实现经济效益22.91亿元,经济社会效益显著。 该项目研究成果达到国内领先水平,其中铝合金模板配模设计与虚拟预拼装技术达到国际先进水平。成果的实施,促进了“四节一环保”绿色建筑、绿色施工技术的发展,减少森林砍伐,减少建筑垃圾排放,实现墙面免抹灰。极大推动了模板行业技术进步和云南地区建筑工业化及绿色建造技术水平的提升。
[成果] 1800150104 河南
TU3 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:装配式混凝土(RC)结构具有优越的经济、社会、环境效益和良好的结构性能,在国外经济较发达地区已被普遍使用,在国内的研究和应用也方兴未艾。中国流行装配整体式RC结构,采用“等同现浇”的设计和建造方式。装配整体式结构便于在原有模式下推广,但鲜有结构体系上的突破,材料用量多于现浇结构,经济性等同或优于现浇结构难度很大,且建造质量不容乐观,因此需摆脱等同现浇束缚,发展全装配式结构体系。 2011年以来,该项目以国家科技支撑计划和国家自然科学基金等为依托,完成了全装配式结构体系研发、结构承载力与抗震设计方法等关键技术的基础研究与工程实践,实现了全装配RC楼盖结构体系的原始创新和结构设计技术的集成创新。主要技术创新为: 1、研发了分布式连接新型全装配RC楼盖体系(DCNPD)。在水平荷载作用下,板缝连接节点可传递楼盖平面内剪力和弯矩,提高了楼盖的平面内刚度和整体性;在竖向荷载作用下,板底和板顶连接件可传递横板向的弯矩(双向传力)、企口传递竖向剪力,提高了楼盖的承载力和刚度。试验表明:DCNPD具有较大的平面内刚度(是传统装配式楼盖的1.78倍)和较好的整体性能;竖向加载至设计荷载的4.16倍时挠度仅为同条件下传统装配式楼盖的44.5%。 2、构建了板缝节点纯拉(压)、纯剪和拉(压)剪耦合作用下的恢复力模型。提出了发卡-盖板混合式板缝节点匹配设计方法,并以试验结果进行检验;进行了不同拉(压)剪比下的节点复合受力性能试验,考虑了节点拉压不等强现象,更好地揭示节点复合受力机理;以丰富试验数据和试验现象为基础,构建了板缝节点复合作用下的恢复力模型。 3、提出了DCNPD平面内刚度理论计算方法。在板缝节点恢复力模型为和楼盖平面内试验的基础上构建基于构件层次能模拟节点拉(压)剪耦合受力机理、具有接触摩擦工作机制和强(刚)度退化机制等特性的数值分析模型及其本构关系,建立楼盖2D精细数值分析模型;以等效梁模型理论和能量变分法为基础,提出了DCNPD平面内刚度理论计算方法,为结构总刚度矩阵中楼盖刚度的确定提供依据。 4、揭示了新型楼盖建筑结构动力响应特性、提出了结构抗震设计方法。构建了面向空间结构分析的板缝节点连接元数值分析模型和本构关系,建立DCNPD建筑结构3D精细数值分析模型,进行了结构动力弹塑性时程分析,系统揭示了地震作用下结构的地震响应规律;提出DCNPD建筑结构考虑楼盖平面内实际刚度的简化抗震分析模型,确定DCNPD建筑结构地震作用计算方法和抗震验算方法。 该项目获授权发明专利5项,实用新型专利4项,论文15篇(SCI/EI收录8篇),著作1部,标准1部,获省教育厅科技成果一等奖和二等奖各1项。研究成果已在河南、上海、广东、福建和重庆等地区装配式生产基地建设与工程设计与建造过程中应用,产生经济效益4102万。
[成果] 1800220154 安徽
TU97 应用技术 房屋工程建筑 公布年份:2018
成果简介:钢结构在中国公共建筑、工业建筑、居住建筑中广泛应用。然而传统钢结构建筑存在三个方面的重要技术问题:(1)结构以现场焊接为主,装配化程度不高,安装效率低,质量保证难度大;(2)配套的建筑内外墙板工业化程度低,生产方式落后,产品性能较差;(3)现有的钢结构设计理论不适应装配式全螺栓半刚性连接钢结构的设计需要。该项目立足于科学前沿和建筑业技术转型升级,以满足建筑工业化和装配化的行业重大需求,在国家科研计划、自然科学基金和省部级课题资助下,产学研联合攻关,历时18年系统研究,解决了上述三个关键技术问题,形成了全螺栓连接装配式钢结构建筑的设计理论、关键部件和装配化等创新技术,实现了产业化应用。 该项目的主要创新为: 1、建立了半刚性连接钢结构计算理论,应用适应钢结构的消能减震技术,在国内外率先提出了采用消能减震技术的半刚性连接钢结构设计方法,填补了中国钢结构设计标准的空白,极大提高了半刚性连接钢结构在地震区高层建筑中的应用。 2、研发了适合装配式钢结构建筑的高强钢构件、外墙板、内墙板等关键部件的构造及其制造技术,显著改善了墙体防渗、防水、保温等物理性能,性能指标优于国内同类产品,达到国外先进技术水平,实现了工业化智能制造,显著提高了钢结构建筑部件的性能及其产业化水平。 3、发明了对穿(拉)钢结构梁柱全螺栓连接技术、高强单边螺栓及箱型柱钢结构装配化技术,解决了传统钢结构建筑现场装配率低、箱型柱节点螺栓装配难等突出技术问题,显著提高了建造效率和安装精度;研发了整体式预制内外墙板螺栓连接装配技术,适应结构在风和地震作用下的复杂变形。 基于该项目技术,主编或参编国家标准《钢结构技术标准》GB50017-2017、国家行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015等国家、地方、团体技术标准12部;授权发明专利15项、实用新型专利3项,出版专著4部,发表SCI论文26篇,EI论文58篇,论著引用1723次。该项目获中国建设工程鲁班奖1项,中国钢结构金奖1项,中国铁路工程总公司科学技术一等奖,安徽省第七届自然科学优秀学术论文一等奖等。该项目技术已应用在包头万郡•大都城项目、芜湖伟星时代金融中心项目等334项国内外大型工程;完成单位和应用单位应用该项目技术,近三年新增产值44.66亿元,新增税收2.43亿元。该项目促进了中国装配式钢结构建筑设计理论和建造技术的提升式发展,实现了装配式钢结构建筑核心技术的自主研发和自主产权,引领了中国装配式钢结构建筑的技术发展,推动了行业的技术进步,对加快中国建筑业转型升级,促进中国装配式建筑的产业化发展具有重大意义,社会和经济效益显著。
[成果] 1800140051 江苏
U41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:项目属光机电一体化技术领域中的工程机械装备,集机、电、液技术,取代传统预制工艺,广泛应用于公路及各种路缘石、边沟、防护墙,铁路的混凝土路基,水利的河道、护坡,农业灌溉水渠等混凝土构造物的现代化滑模施工。同传统预制工艺相比,采用项目产品现浇施工总体施工进度能提高10倍以上,工程造价节省超过20%,应用前景广阔。 该项目依托国家中小企业创新基金项目、国家星火计划项目、省人才项目,并集成东南大学在机电液一体化技术领域方面的多项技术创新成果,以江苏四明工程机械有限公司为主体单位历经5年,研制出具有完全独立自主知识产权的混凝土构造物滑模摊铺装备,打破国外厂家在滑模领域的垄断。 该项目的主要创新:(1)首次应用进化计算和神经网络技术实现全局最优智能控制,解决滑模摊铺机行走非线性电液系统存在的精度低、平稳性差的技术难题。(2)建立了地面与车体运动的二维耦合模型,提出模型参考与姿态传感器信息的智能控制方法,解决了自动找平与转向过程中的地面干扰问题,实现了高精度的自动找平与转向。(3)采用GPS与激光扫描技术实现滑模摊铺装备现场无绳线基准3D控制,并使用差分技术提高GPS的测量精度。(4)应用无线遥控技术设计了具有变频和有线接入功能的遥控器,解决了在信号干扰区域和禁止使用无线通讯的区域存在的遥控器正常工作的问题。(5)基于滑模机履带转向与构造物模具方向改变存在的延时滞后问题,提出了系统引入转向反馈传感器的方法,解决了所摊铺构造物的线型不美观的问题。 项目授权发明专利12项,授权实用新型专利10项。拥有软件著作权5项。发表科技论文17篇,SCI、EI收录各2篇;出版手册1部。国家基金项目验收报告2份;省级产品鉴定证书1份、国家级检测报告1份;查新报告1份;项目产品国家机械行业标准已立项,产品标准号为2015-1375T-JB路缘石滑模成型机。项目已形成年产150台的能力,平均售价110万元/每台,自2012年以来,项目产品已合计销售427台,销售总额46,814万元,利税12,181万元,增收节支29,890万元,新增就业96人。每台设备按摊铺5万立方混凝土,427台滑模机仅节约劳动力成本就达17.18亿元,累计间接经济效益达30亿元以上。 项目产品在国内市场占有率达到50%以上,用户已遍及全国二十多个省区。项目产品用户已有150多家,重点用户包括江苏高速公路养护公司、天津市公路工程总公司、江苏大丰市中嘉工程有限公司、河北路桥集团公司、福建大成工程股份有限公司、中国路桥集团二公局三处等。参与过多项重大工程的现代化滑模施工建设,其中参与完成的西安—乌鲁木齐高速铁路、陇海高速和京蔵高速为中国的“一带一路”基础设施建设的重要组成部分。
[成果] 1800290034 陕西
U21 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目主要针对列车振动引起的黄土地基振陷变形、滑坡和高边坡失稳破坏、黄土湿陷性机理、黄土路基高标准填料改良以及富水三趾马红土隧道围岩稳定性分级等重大关键工程地质和灾害问题,在郑西高铁、大西高铁、蒙华煤运铁路、山西中南部通道重载铁路等多条铁路沿线开展大量的工程地质调查、勘察、原位测试和大型物理模拟等工作,结合室内黄土动力学试验、非饱和试验、微结构测试、大型剪切试验以及现场监测、数值模拟和理论研究等,研究不同黄土在机车荷载下变形破坏规律,获得了一系列重大创新性成果。 发展和完善了土体的动力学理论,提出了土体在低幅值高循环荷载作用过程中应变累积行为的动力学模型。 建立了一套可快速推广复制的原位浸水试验方法与监测体系,发明了一种深部黄土湿陷感知系统,揭示了湿陷过程中地层结构效应和土层侧向位移的机理,创建了岩桥(古土壤层)滞后塌陷理论,解决了桥桩基古土壤层湿陷段摩阻力“由正转负”计算的难题,消除了桩基深部隐藏沉降信息的隐患。形成了黄土湿(振)陷的改良与排水平纵横协同防控的智能化设计关键技术体系。 率先将水泥窑灰作为改性材料引入黄土处理领域,提出一种高速铁路填料改良路基及其构筑方法,减小了沉降,并且消除了由于机车振动引起的黄土路基振陷、湿陷和崩解等。 采用现场监测的方法,获得机车振动作用下斜坡不同部位的土体加速度、速度、应变及土压力的时程数据,揭示了机车振动作用下斜坡的动力响应规律,监测和分析了振松振裂效应以及边坡失稳机理。提出了水诱发的黄土滑坡的“饱和黄土蠕滑动液化”机理和地震诱发黄土滑坡的“解体、斜抛、粉尘化”机理,被国内外学者广泛引用。
[成果] 1800290022 湖南
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质、高强、耐久性好、和施工人员劳动强度低等优点,已在混凝土桥梁结构加固领域得到了广泛应用。传统CFRP加固桥梁通过在桥梁构件的受拉区表面粘贴CFRP,使CFRP与结构混凝土及内部钢筋共同工作、分担荷载从而起到加固的效果。但这种加固技术的主要缺陷在于:CFRP强度很高但弹性模量相对偏低,CFRP的高强材性需要其较大拉伸变形(1%以上)才能发挥,因此桥梁混凝土内的钢筋屈服时所能够利用的CFRP材料强度非常有限(仅10%左右),其高强材料性能能不得到有效利用;另一方面,粘贴CFRP加固桥梁时容易出现CFRP-桥梁混凝土间的剥离,致使加固效能降低甚至导致加固桥梁过早破坏。 研制了具有产业化价值的外贴及表层嵌贴预应力CFRP夹锚及张拉设备,开发了预应力专用CFRP材料,形成了两种预应力CFRP桥梁性能提升技术体系。 明确了预应力CFRP对桥梁承载性能的提升效应和机制,提出了桥梁加固设计理论及承载力计算方法。 揭示了预应力CFRP加固桥梁结构的疲劳破坏模式及破坏机理,提出了加固桥梁构件疲劳寿命分析方法。 明确了不同应力水平及环境温差下CFRP的预应力损失特性,提出了加固桥梁冻融耐久性分析模型。
[成果] 1800220395 江苏
TM7 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:高压输电线路是现代供电系统的命脉,承担着能源调剂、环境污染治理的重要任务。输电线路途经山地、平原、丘陵等各种野外复杂地形,受到山火、覆冰及大风等自然灾害的威胁。近年来,环境变化造成气象灾害频发,导致输电线路频繁跳闸,影响供电安全可靠性。针对性开展典型灾害监测预警技术研究,可有效提高输电线路抵御自然灾害能力。 该项目通过各种气象数据的综合分析,结合图像处理技术,搭建输电线路灾害监测预警平台,针对山火、覆冰、大风等典型自然灾害,实现监测、分析、评估、预警和应急处置。具体包括:(1)输电线路灾害监测预警和风险评估系统研究。综合分析宏观卫星数据、气象数据、微地形微气象及线路历史灾害数据;依据输电线路地理信息系统(GIS),开展图像识别技术研究,对山火、覆冰和大风建模后进行风险评估;绘制灾害风险分布图;搭建输电线路灾害监测预警系统。(2)输电线路山火监测预警技术。建立火灾早期蔓延模型,分析其发展趋势;提出基于网格流的预测算法,动态化评估山火蔓延的中长期趋势;结合超视距山火探测预警装置,精确定位火点坐标;研制山火预警装置。(3)输电线路覆冰监测预警技术。提出基于IOWA算子组合预测模型,快速判断输电线路覆冰发展趋势;结合支持向量机(SVM)和AdaBoost算法,构建两级分类器,实现线路舞动早期预警;研制覆冰预警装置。(4)输电线路风灾监测预警及防治技术。提出运动雷暴风作用下输电线路风偏瞬态分析方法,依据风力预报数据与概率理论,推导出风偏闪络的早期预警方法;开发防风绝缘拉索等防风灾预警装置。 综上,该项目搭建输电线路灾害监测预警平台,结合实时监测数据与历史数据,对山火、覆冰、大风等典型自然灾害进行趋势预测,并研制预警装置,为增强输电线路抵御自然灾害能力、保障电力系统可靠运行提供技术支撑。 该项目授权发明专利8项、实用新型专利4项,登记软件著作权16项,发表论文9篇(其中SCI/EI检索论文8篇),出版专著1本。项目研究成果自2014年起,成功应用于消防、林业、自然保护景区以及多家供电企业,取得了良好的经济效益和显著的社会效益。
[成果] 1800220128 安徽
U45 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目研究属于交通运输领域。中国国土面积75%左右是山地或重丘,伴随山区高速公路长大隧道建设的快速发展,带来能源消耗、资源利用、环境影响等问题日益严峻,尤其是隧道工程对区域水环境生态影响的预防和控制更是世界性难题,国内外无理论和工程经验可以借鉴。因此,开展以降低长大隧道能耗、控制生态环境平衡、提升洞碴循环利用率等为主要内容的研究,对实现高速公路绿色隧道转型发展,具有重要的学术价值和重大的现实意义。该项目历时六年,采用理论分析、数值计算、模型试验和工程示范相结合的方法,通过隧道工程、环境工程、道路工程、机电工程等多专业交叉融合,围绕“节能、节水、节材、节地、环保”的绿色隧道建设主题,系统开展了通风与防救灾、区域水环境影响与控制、酸性洞碴综合利用、边坡生态恢复、智慧供配电等关键技术研究,形成了高速公路绿色隧道建设技术体系,出色地完成了交通运输部绿色公路工程示范,有力地推动了行业科技进步。 主要技术内容特点如下: 1.研发了长大隧道通风节能与防救灾新技术。首创了长大隧道单通道送风式纵向通风新模式,并揭示其节能机理,建立了基于通风能耗最小的长大隧道单通道送风式纵向通风计算理论与设计方法,开发了基于动态预警技术的长大隧道火灾排烟与疏散救援系统,降低通风能耗40%,提高防灾救援能力。 2.创立了隧道建设对区域水环境影响评价与控制新方法。提出采样数据稀缺条件下岩体渗透系数的确定方法,建立隧道对地下水环境影响的多尺度模型,创建隧道对地下水环境影响的定量化分析和评价方法,并提出基于地下水生态埋深指标的隧道防排水环保设计方法,攻克了隧道对地下水环境影响分析与评价的世界难题。 3.研发了酸性洞碴高性能综合利用成套技术及碴场生态防护关键技术。提出了热冲击与耐热老化集料试验方法,研发了酸性集料沥青混合料关键技术,开发了机制砂专用改性剂,解决了酸性洞碴利用率不高的难题,实际利用率达85.8%;探明了植物纤维毯理化性能及土壤改善机理,揭示了其水土保持能力和耗水规律,研发了基于秸秆植物纤维毯的多组合类型边坡生态防护技术,攻克了植被建植初期水土保持的技术难题。 4.创建了高速公路隧道分布式供电与智能控制技术。首次实现高速公路长大隧道(群)机电设施的单端远距离供电,解决了传统方式供电质量差、电缆用量大及险峻地形条件下变电站选址难题。提出基于脉冲宽度调制(PWM)技术的隧道照明智能控制方法,显著降低隧道能耗。 研究成果经鉴定总体达到国际先进水平,部分处于国际领先水平。依托工程岳武高速安徽段获2015年交通运输部绿色公路主题性项目第一名,国家财政奖励1098万元。创新成果节约依托工程建设成本7219万元,推广应用于安徽、云南、贵州、山西、河南、福建等地,产生经济效益约7.4亿元。
[成果] 1800220134 安徽
TM7 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:1.项目主要技术内容: 该项目针对1000kV交流特高压输电线路检修工作开展研究,重点研究了更换耐张单片绝缘子、整串绝缘子、导地线作业、杆塔作业等项目所需的工器具,制定了作业工艺。主要包括:更换耐张绝缘子用钛合金横担端部卡、导线端部卡、闭式卡等各类卡具,用于更换直线串绝缘子、金具等作业用大吨位导线提线器,地线作业用液压型过障碍地线行走装置,钢管塔检修作业平台,弹压型钩式接地线。制定了常规检修及带电作业方案,并在安徽境内1000kV淮芜线、湖安线成功运用。该项目研制的工器具、作业方案满足了工作需要,并形成了相关专利、论文、方案,具有较好的运用和推广价值。 2.授权专利情况: 该项目获得成果有发明专利5项,实用新型专利4项。 3.技术经济指标: (1)技术指标:1000kV交流特高压输电线路工器具研制项目,研制的工器具获得发明专利5项:液压型过障碍地线行走装置(ZL 2014 1 0544886.6)、钢管塔检修作业平台及其使用方法(ZL 2014 1 0181441.6)、耐张四联串整串绝缘子更换装置(ZL 2009 1 0144482.7)、用于输电线路检修的电动飞车(ZL 2010 1 9181003.9)、特高压大吨位导线提线器(ZL 2010 1 9181002.4);获得实用新型专利4项:1000kV特高压输电线路耐张三联中串卡具(ZL 2014 2 0096430.3)、一种钢管塔检修作业平台(ZL 2014 2 0220254.X)、用于输电线路检修的接地线装置(ZL 2013 2 0574851.8)、张力防脱型钩式接地线装置(ZL 2011 2 0148794.8)。项目荣获2016年全国电力职工技术成果奖三等奖,项目研制的特高压检修工艺及检修工器具获得第四届全国电力行业设备管理创新奖,特高压大吨位导线提线器获得国家电网公司专利奖三等奖。发表论文4篇。 (2)经济指标:2016年至2017年,该项目所研制的各类在特高压交流输电线路中成功运用,为线路检修工作降低了检修作业人员成本、机械成本、时间成本。以更换1000kV淮芜线、湖安线耐张单片绝缘子作业为例,分别减少线路停电时间15小时、18小时,减少停电损失3240万元、3888万元。 4.应用推广及效益情况: 项目研发的工器具及方案在1000kV淮芜线、湖安线多条线路成功运用,适用性、先进性得到验证,促进了检修安全与工效;项目成果得到同行业的认可,其核心技术已在国内其他省份、特高压线路推广应用。2017年,项目研究主体安徽送变电工程有限公司带电作业班荣获全国“工人先锋号”荣誉称号,项目组成员吴维国在人民大会堂作汇报发言,充分展示了安徽电力人在特高压输电线路检修取得的辉煌成果,获得了与会领导及社会各界的高度赞誉,被新闻媒体广泛宣传,取得了良好的社会效益。
[成果] 1800280056 江苏
TM7 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目属于电气工程学科。 高压架空输电线路作为电力系统的大动脉,是电力系统中至关重要的输变电设备。由于距离长、跨越地形气候复杂的特点,其极易遭受雷击。雷击线路跳闸故障,不仅可能会导致电气设备受损,而且仍需大范围人工登塔进行故障点查找和确定,带来极大的经济损失。实测数据的缺乏极大限制了输电线路雷击过电压/雷电流传播及作用机理的研究,且输电线路上雷击过电压/雷电流作用时间短,具有突发性和随机性,难以准确预测和捕获。因此,亟需找到有效地监测输电线路雷击过电压/雷电流方法并展开雷击特征量提取、雷击故障的模式识别与定位等技术研究。 在国家自然科学基金和国家电网公司科技攻关项目支持下,通过“产、学、研”合作,采用“应用基础研究与工程技术公关”相结合的方式,项目创造性地提出基于耦合电容和微分环的输电线路雷击特性非接触式监测与故障诊断技术,完成了从监测方法、试验装置到现场应用的全方位技术研究和应用,并取得了如下四个方面技术发明: (1)发明并研制出基于耦合电容和微分环的输电线路非接触式雷击过电压/雷电流传感器,实现了输电线路各相导线雷击过电压/雷电流全波参数的非接触式测量。 (2)建立了基于场模型的输电线路雷击过电压/雷电流非接触式测量性能仿真模型,实现了各导线传播雷电流波形与磁场间的关联性仿真,以及雷电通道对非接触式传感器性能影响仿真。 (3)提出了基于微分环和耦合电容的输电线路雷击故障识别和分布式雷击故障定位诊断技术,实现了雷击故障识别和雷击故障快速准确定位。 (4)提出了雷击过电压一次电光效应测量方法,研制了基于一次电光效应的输电线路非接触式雷击过电压在线监测系统。 该成果获授权专利8项,其中发明专利4项,发表论文20篇。技术思路新颖,在雷电波全波在线监测技术等方面有较大的创新,重庆科技成果转化促进会组织的评价专家组认为项目成果总体达到国际先进水平。该项目整体技术已应用于武汉南瑞和成都星河所研发的销售产品,并在国家电网、南方电网等多家单位工程应用,技术经济指标达到了同类技术的先进水平。近3年内该技术成果实现高达7544.25万元销售额、916.372万元利润额,上缴1096.17万元税费,并为国家电网、南方电网公司共实现20802.4万元的节支额,深化架空输电线路差异化防雷工作开展,推动电力技术进一步向自动化、智能化方面的发展,具有显著的经济效益和社会效益。
[成果] 1800160403 湖北
TV6 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目属水利水电工程技术领域。 土石坝运行期安全及生态保障技术,是关系到中国新时代国计民生与社会发展的重大技术问题。中国是世界上水库最多的国家,有9.8万座,90%以上采用土石坝挡水。由于多数土石坝建于上世纪50~70年代,受当时条件的限制,病害频发,其安全保障水平亟待提高;同时,随着中国生态文明建设的推进,土石坝生态保障技术急需突破。 根据中国土石坝运行期安全及生态保障的技术现状,在土石坝运行期加固结构精准分析理论、设计标准与加固技术、施工控制技术、信息化管理与智能监测技术、土石坝生态景观与生态取水等方面仍存在诸多技术难题需要深入研究。为此,该项目以“十一五”国家科技支撑计划项目、水利部“948”项目、水利部公益项目,以及数十座大中型水库除险加固和维修改造项目为依托,历经10余年系统研究,形成系统创新成果: ①研发了土石坝运行期加固结构精准分析理论,提出了超深混凝土防渗墙设计控制准则、“液化度≤0.9”的土石坝抗震加固设计标准,研发了防渗墙施工控制技术与抗震压重加固成套技术。 ②研发了高精度土石坝机器人智能位移监测成套技术;融合监测、水雨情、防洪、灌溉、供水等信息,构建了基于多源异构信息的水库大坝信息化管理系统,实现了多层级多元业务管理协同。 ③研发了土石坝连锁块坝坡防浪结构、坝顶休闲景观道与防浪文化观赏墙、下游蜂窝格构植草护坡等土石坝景观构建技术,以及输水洞进水口多级斜拉闸门分层取水生态安全保障技术,实现了土石坝安全和生态保障技术的融合。 项目成果经评价“整体达到国际先进水平”,其中土石坝超深防渗墙设计、施工控制及加固技术方面达到“国际领先水平”。获发明专利3项、实用新型专利4项、软件著作权3项;成果被6部行业技术规范、规程与导则采纳;发表论文85篇,EI收录15篇;出版专著2部。该成果应用前景广阔,已在夏家寺、陆水、丹江口、吴山、花凉亭、澄碧河等数十座大中型水库成功应用,获得经济效益超过5亿元,社会效益巨大。有力推动了行业技术进步和经济社会的发展。
[成果] 1800170091 浙江
TE9 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:海洋油气开发已经成为中国实现能源可持续发展的战略重点。《中国制造2025》中强调“大力发展深海探测、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备”。海底压力管道联系着海洋油气开采的上、下游,它是整个海洋油气田开发的生命线。中国已有近万公里的海底管道,海底工作环境恶劣,易造成海底管道损伤、穿孔、断裂等,引起管道泄漏安全事故,典型如墨西哥湾原油泄漏、大连海上石油漏油等事故。该项目依托国家自然科学基金、国家科技支撑计划等资助下,研制分布式光纤传感器系统监测海底压力管道(包括立管)泄漏状况,在管道泄漏预评估的基础上,采用电磁超声和相控阵超声技术快速检测海底压力管道(水上部分)的腐蚀和焊缝缺陷等,主要成果有: (1)建立海底压力管道(包括水上和水下管段)在线损伤检测与泄漏监测的技术体系,提出全混合干涉型分布式光纤传感器监测海底压力管道泄漏的方法,发明了两种耦合光路结构(3×3和2×2耦合器)的分布式光纤泄漏检测装置,实现海洋平台张紧立管和压力管道泄漏在线监测与定位(有效监测间距大于10km)。(2)发明了基于DDS的相位生成载波(PGC)解调方法和基于MCU的PGC数字解调方法。研制了PGC解调电路模块,实现海底压力管道泄漏监测和精确定位;设计并研发海洋环境压力管道泄漏模拟和腐蚀模拟装置,实现对不可达海底压力管道中介质腐蚀和冲刷腐蚀关键位置预测。(3)在海底压力管道泄漏监测评估的基础上,研发了基于电磁超声和相控阵超声的飞溅区立管、平台工艺管道腐蚀缺陷检测及壁厚测量的装置,实现海底压力管道(水上部分)不打磨非接触的快速损伤检测,发明了海底压力管道(水上部分)复杂形状焊缝缺陷检测的相控阵超声高分辨成像方法并研制时间反转恒力检测装置。 研究形成国家标准2项,行业标准2项,授权发明专利12项,计算机软件著作权1项,发表论文30余篇,成果建立了海底压力管道泄漏监测(分布式光纤传感)和管道损伤在线检测(电磁超声和相控阵超声)的技术体系,成果多次参加国家自然科学基金委组织的海试,依托"浙江省特种设备及其能源环保计量行业科技创新服务平台"和国家质检总局科技成果推广转化基地,成果在上海、福建、浙江、山东等地的特种设备检验部门和国际检验集团等企业应用(渤海和南海HZ19系列海洋平台管道检验),经济效益和社会效益显著,受到中国特种设备检验协会、中国机械工程学会无损检测分会等行业部门的充分肯定。
[成果] 1800250260 山东
TM7 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目属于电气工程领域。 架空输电线路是智能电网的六大环节之一,其高效、可靠运行是中国电网安全战略和全球能源互联的重要支撑,其关键在于攻克输电线路故障智能诊断、输送容量动态评估及运行状态准确评估等科学难题。在国家863计划、国际合作等项目的资助下,产学研联合经历多年攻关取得了集理论、技术和装备于一体的系列成果,主要科技创新点如下: 1)针对长距离输电线路故障定位精度低的难题,首创了输电线路分布式故障检测与定位方法,建立了故障暂态电流反演和多点协同分析模型,实现对线路故障点的精确定位,平均定位误差比集中式检测方法降低1个数量级,提出了基于反演理论及故障电流时频特征的雷击类型辨识方法,将雷击类型辨识的准确率提高到96%。 2)针对单点温度测量值无法代表整条线路温度的难题,发明了基于张力和温度稳态参量的输电线路动态增容新模型,提出了输电线路多时间尺度输送容量预测和增容运行时的安全风险评估技术,建立了增容运行、N-1故障等不同工况下的运行准则,可将其输送容量提高35%。 3)针对输电线路状态评估效率低、工作量大的问题,提出了基于大数据分析模型的输电线路关键性能评估方法,通过关联规则挖掘出输电线路关键性能与状态量的对应关系,实现线路关键性能的评估和异常检测,提出了基于卷积神经网络的输电通道异物主动辨识方法,及时预警进入输电通道内的异物,大幅降低了线路巡检的劳动强度。 4)针对供电电源效率低和故障电流检测成本高的问题,发明了基于功率控制法的取电电源设计技术,将取电电源功率密度提高一倍以上,提出了差分绕线PCB式罗氏线圈设计方法,将故障电流行波传感器的成本降至数十元,研制了动态增容装置、分布式故障定位装置、综合监测装置和输电线路状态评估系统等产品。 项目授权专利31项(其中发明专利22项),软件著作权4项,发表论文33篇,其中SCI/EI收录30篇,出版专著1部,其中分布式故障定位技术入选中国电机工程学会遴选的2016年电力新技术目录,动态增容技术获CCTV东方时空栏目和国家电网报的特别报道,同时获得以瑞典科学院、瑞典工程院、瑞士工程院和美国工程院四院院士Goran Andersson为代表的国际知名同行的广泛关注和正面评价。中国电力企业联合会对该成果鉴定意见:“项目整体达到国际先进水平,在动态增容效果、监测装置取电电源等方面达到国际领先水平。”在中国科技部和美国能源部两国政府项目支持下,与美国USI公司共同设立中美智能输电联合研发中心,合作开发输电线路智能监测和故障定位装置,并在北美、欧洲等区域的多个国家推广应用,3年新增销售额2.2亿元,经济社会效益显著。
[成果] 1800260066 云南
TU7 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:项目针对大型复杂钢结构施工控制关键技术,考虑到施工过程是结构体系、荷载、边界条件等因素不断变化的过程,施工方法、工艺、流程、时间等因素对施工阶段和使用阶段性能的直接影响,历时4年,取得了一批原创性科技成果: (1)确立逼近真实情况的参数化建模方法。通过提高模型精度,考虑耦合作用,提高施工模拟分析的精准性。 (2)考虑路径效应的逐步安装分析法,确定最优施工方案。运用Abaqus、Midas等多软件进行安装、卸载逐步分析计算和比对,比较逐步安装和一次性安装分析的差异,经项目验证,确定逐步安装的分析方法与设计状态的差异非常小,证明了仿真方法的精准度。 (3)创新一整套大跨度复杂钢结施工工艺,形成了国家级工法。采用“地面拼装成段、跨外分段吊装、空中测量定位、高空对接合拢”施工,工艺简单,效果可控,对同类项目具有非常强的指导性。 (4)采用信息化技术进行施工全过程控制。施工前通过BIM技术进行整体三维建模、构件深化设计及施工全过程模拟预演,并通过仿真计算确定施工控制关键参数,在关键杆件安装埋入式应力传感器,进行施工全过程实时应力应变监测,比对模拟数值进行施工过程调整,最终实现工程项目信息化管理,达到动态控制的目的。 研究成果获国家级工法1项、省级工法2项;获发明专利1项,实用新型专利5项;发表核心期刊论文8篇。成果依托课题经云南省科技计划项目验收专家组评价为优,成果经云南省科学技术情报院组织的科技成果评价为“达到国内领先水平”,获评2016年度中国施工企业管理协会科学技术奖科技创新成果二等奖,依托工程获得中国钢结构金奖、中国安装工程优质奖。 研究成果于曲靖“五馆一中心”体育场、滇池国际会展中心、泸弥高速等省内多个重点工程推广应用,保障了工程精度和施工的安全性,对促进云南省会展业、体育事业、运输业的发展做出了很大的贡献,产生了非常好的社会效益;近三年实现新增销售额11.81亿元,新增利润7528万元;实现了复杂钢结构工程的绿色、数字化、精细化建造,最大限度的实现了资源的集约化利用和对环境的保护,取得了良好的环境效益;填补了大跨度钢结构虚拟仿真计算、数字化加工制造的空白,培养了省内完整的设计、制造、加工的人才和团队,取得了良好的人才建设成效。
[成果] 1700520402 北京
U21 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:高速铁路作为中国自主创新的标志性成果领跑世界。无缝线路是消除了轨缝的长钢轨与其下部复杂结构共同适应热胀冷缩、保持强度与稳定性的线路,是保障高速线路高安全、高平顺、高可靠的核心技术。项目组在国家及部委支持下,历经十余年的理论与技术创新,形成了具有自主知识产权的复杂环境下高速铁路无缝线路关键技术及应用体系。1.创建了复杂温度下高速无缝道岔精细化分析理论和技术,攻克了复杂气候条件适应性难题。促使中国成为高速通过性能优良、温度适应能力最强的高速无缝道岔制造国。2.创立了长大桥梁、高架站无缝线路协同分析理论与成套应用技术,突破了与复杂线下基础协调性难题。促使桥长数百公里、跨度上千米的桥梁都可实现线路无缝化。3.研发了多手段智能融合的无缝线路系统实时在线监测及预警技术,实现了安全服役状态的可控性。通过成套技术的研究,形成了从设计、制造、铺设到维护的无缝线路技术体系,真正实现了无论线路有多长,都能够通过无缝化实现全线连续、高速、安全、平稳、舒适运行。该项目形成《铁路无缝线路设计规范》等国家及行业标准7项,出版专著4部,发表论文500余篇,申请发明专利29件(已授权10件),获实用新型专利、软件著作权25件。项目成果应用于中国全部高铁项目中,并在国外铁路建设中得到广泛应用。国家有关部门鉴定为“成果系统性、创新性强,整体达到了国际领先水平”,为中国高铁快速发展及走出去战略提供了重要支撑。
[成果] 1800290188 陕西
U41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:近年来,我国汽车保有量急剧增长,加上高温、重载等不利因素影响,部分沥青路面通车后不久就发生推移、拥包、车辙等病害,严重损坏了沥青路面整体性和结构稳定性,使沥青路面性能急剧下降,究其主要原因在于沥青路面层间结合薄弱。沥青路面的层间结合主要依靠粘层油提供粘结强度,国内外主要使用的粘层材料为稀释沥青、热沥青、乳化沥青以及改性乳化沥青等,这类材料在一般环境下可以满足使用要求,但是在高温、超载、纵坡等复杂路况下,其粘结性能的局限性就凸显出来,难以满足使用要求,沥青路面层间结合性能严重衰减,大大地缩短了路面使用寿命。 项目拟采用有限元软件研究沥青路面结构层在道路环境中的动态力学响应,分析沥青路面结构层在道路环境作用下的力学响应与其层间粘结性能的内在规律,确定沥青路面层间粘结层间关键技术指标,研发能够有效模拟道路环境的多功能沥青路面层间粘结力测试系统,开发粘结性能优良的SBS改性乳化沥青路面粘层材料,制定SBS改性沥青路面层间粘结材料施工技术指南,建立SBS改性沥青路面层间粘结材料施工技术质量保障体系。 主要研究内容: (1)不同道路环境下沥青路面层间结构动态力学响应分析。借助有限元软件ABAQUS分析道路环境作用下的沥青路面结构层的力学响应,研究荷载、层间摩擦系数、坡度、水平制动、超载和面层厚度等不同因素对沥青路面层间结构力学行为的影响,提出不同道路环境中沥青路面结构层层间抗剪强度要求,分析不同因素对沥青路面结构层层间粘结行为影响的差异;明确沥青路面结构层层间粘结性能的关键影响因素。 (2)高性能粘结材料的研制与性能评价。从超薄磨耗层与普通粘层材料入手,综合考虑了材料组成和乳化工艺等因素对SBS改性乳化沥青性能的影响,通过正交试验设计试验方案,确定了高性能SBS改性乳化沥青层间粘结材料的理想配方及制备工艺。利用研发的多功能层间力测试系统,对多种粘层材料做粘结性能试验进行对比,评价不同粘层材料的粘结性能,结果表明,该研究开发的SBS改性乳化沥青性能优越。 (3)沥青路面层间粘结效果影响因素研究。在已有研究的基础上,调查现有的沥青路面层间处治技术,总结影响沥青路面层间抗剪强度的因素,利用自主研发的多功能层间力试验仪,研究环境温度、竖向荷载、粘层材料用量、沥青混合料类型和界面清洁程度等因素对沥青路面层间抗剪强度的影响,为粘层材料的选择、洒布量的确定及层间参数测定方法、评价指标的确定提供依据。 (4)多功能层间粘结性能测试系统开发。以国内外评价沥青路面层间剪切力的试验方法为基础,结合沥青路面结构层在道路环境作用下的力学响应与沥青路面层间粘结性能的内在规律,围绕3种层间破坏模式:剪切破坏、拉伸破坏和扭转破坏开发一套操作简单易行,可完成剪切、拉拔、循环加载等试验功能的层间力测试系统。 (5)沥青路面粘层材料施工技术指南与施工技术质量保障体系研究。通过铺筑试验路及后期观测,总结了粘层施工过程中容易出现的问题,规范了粘层施工工艺及注意事项。依托试验路,进行了粘层施工及质量检测,编写了粘层材料设计与施工指南,建立了粘层施工技术质量保证体系。
[成果] 1800180273 上海
U45 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目属于工程技术应用领域。地下轨道交通是缓解城市地上交通拥挤、促进国民经济发展、构建健康绿色和谐城市的关键核心基础设施,其技术安全及质量控制是决定城市建设效率、成本和可用性的核心因素。软土地区96%的地铁隧道旁通道或地下泵房施工都会采用人工地层冻结法以保证地铁施工的安全性,而周围人工冻融软土的融沉及长期动力变形沉降,给后期地铁的安全运营及周围建(构)筑物环境带来安全隐患。聚焦这一重大工程需求问题,在国家自然科学基金等持续资助下,通过十多年的系统研究,突破了传统融沉特征变形基础理论带来的系列瓶颈问题,首次提出精确分区分时段融沉变形沉降质量可控关键技术和以冻融软土结构特征参数化的融沉处理等新理念,创建了具有自主知识产权的人工冻融软土变形控制新理论技术体系。 主要技术创新内容为:(1)建立了符合人工冻融软土融沉特征的变形基础理论体系。将融沉理论融合到大厚度软土的固结变形中,首次建立以融沉运移特征为固结边界条件的融沉大变形固结理论模型,提出了以模型试验确认融沉边界运移速率的处理方法,构建了更符合工程实际融沉变形特征的基础理论体系。(2)提出了精确的分区分时段融沉变形沉降质量可控方法。以冻结过程中地铁隧道周围土体冻结锋面运移、水分重分布、应力重分布而导致融化时的不均匀沉降分布结果为指导,提出分区沉降控制;以地铁隧道周围人工冻融软土在地铁施工后期、地铁运营期不同应力路径下的融沉变形为依据,采取分时段融沉变形控制。研究打破了中国靠后期监测的笼统注浆方式,为人工冻融软土的融沉变形提供精确的可控方法,保障整个地铁隧道及周围系统的安全。(3)提出了以冻融软土结构特征参数为标准的融沉处理新理念。通过分析人工冻融对软土结构特征参数的影响,发现冻融使软土趋于双孔隙结构特征化;提出通过现场较易获取的温度场分布定位渗透系数较大区段,进行防渗处理,进而控制融沉变形的扩展,使融沉处理更具针对性且时效性好。(4)通过室内试验建立了以人工冻融软土基本物理力学指标的动力变形预测经验方法。通过较易获取的相关基础物理力学指标参数和动荷载参数,即可预测人工冻融软土的长期动力变形,该研究成果适于工程应用且易推广。 该项目是课题组10多年的研究积累,先后在国内外学术期刊上发表相关论文38篇,申请国家发明核心专利5项,其中已授权和获得推广应用的有3项,申请中的有2项。20篇代表性论文被SCI-IE和CSCD引用90次(他引49次),其中11篇SCI代表性论文被SCI-IE他引26次,9篇EI代表性论文被CSCD他引23次。研究成果为地铁隧道旁通道冻结法施工过程及后期周围土体变形沉降的控制提供了指导及优化作用,节约了工程成本。该研究成果已被应用到了上海轨道交通12号线及17号线等工程建设及地铁安全运营维护中,研究成果既具有工程实践意义,也具有重要的经济效益价值。
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