土木與交通學院

1、土木與交通學院項目名稱：工業(yè)固體廢棄物制備具有固化重金屬功能的膠凝材料技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域：資源與環(huán)境成果詳情：隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國每年產(chǎn)生巨量的工業(yè)固體廢棄物，嚴重污染生態(tài)環(huán)境。本成果采用工業(yè)固體廢棄物制備了具有固化重金屬跟你的膠凝材料。主要內(nèi)容包括：（1）優(yōu)化了礦渣基地聚合物和粉煤灰基地聚合物配方，采用添加礦渣的方法解決了粉煤灰基地聚合物強度低的技術(shù)問題，研發(fā)了適用于礦渣基地聚合物和粉煤灰基地聚合物的減水劑和緩凝劑，闡明了外加劑作用機理。（2）研發(fā)了具有輕質(zhì)、高強、防火、保溫、隔音等技術(shù)性能的地聚合物基泡沫混凝土和防火保溫砂漿。（3）試驗研究了秸稈預處理工藝、摻量與長度對水泥基保溫砂漿性能的影

2、響規(guī)律，使用SEM觀察了預處理后的秸稈表面平整程度、秸稈與基體之間的粘結(jié)界面。（3）針對固體廢棄物中重金屬易浸出、污染環(huán)境的技術(shù)難點，研發(fā)了對重金屬有較好固化效果的地聚合物，通過化學結(jié)合、吸附作用和物理阻礙共同作用實現(xiàn)了對重金屬高效固化；重金屬浸出毒性鑒別試驗表明，地聚合物混凝土漿體對重金屬的固化率在99.8%以上。本成果技術(shù)實現(xiàn)了固體廢棄物在混凝土中的資源化高效利用。利用工業(yè)廢渣制備地聚合物混凝土和保溫砂漿，大量資源利用了廢棄物，減少水泥工業(yè)生產(chǎn)巨量的資源和能源消耗，減少粉塵和廢氣的排放。上述廢棄物資源化利用減少了對生態(tài)環(huán)境的污染，有效地保護了自然資源。本項目技術(shù)帶動了工程材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新

3、，為更多環(huán)保節(jié)約型工程材料的研發(fā)提供了新的途徑，推動了科技進步。負責人： 李克亮 電話電子郵箱： HYPERLINK mailto: 項目名稱：農(nóng)作物秸稈和固體廢棄物制備無機保溫材料技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域：資源與環(huán)境成果詳情：本成果利用農(nóng)作物秸稈和固體廢棄物制備無機保溫材料，可大量資源利用廢棄物，減少廢棄物處置對環(huán)境的污染。同時，這種保溫材料作為一種新型生態(tài)建材，具有優(yōu)良的節(jié)能、保溫功能。因此，有利于推動節(jié)能減排，發(fā)展低碳經(jīng)濟，推進“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會建設。主要工作如下：（1）利用秸稈和粉煤灰、礦渣粉等固體廢棄物制備了秸稈水泥基保溫砂漿。獲得了水灰比、發(fā)泡劑摻量、秸稈

4、長度、秸稈摻量、秸稈預處理、秸稈摻入順序、NaOH的摻量、發(fā)泡劑的摻量、?；⒅榈膿搅康纫蛩貙Ρ厣皾{性能的影響規(guī)律。制備的保溫砂漿的導熱系數(shù)小，保溫性能優(yōu)良，且具有A級防火功能、良好的體積穩(wěn)定性和抗裂性。（2）以礦渣粉、粉煤灰、激發(fā)劑、發(fā)泡劑、?；⒅榧巴饧觿┑仍牧现苽淞司哂蠥級防火功能的地聚合物基保溫砂漿，獲得了各組分材料對保溫砂漿在力學和物理性能方面的影響規(guī)律。（3）利用水泥、粉煤灰和陶粒等原材料制備了A級防火功能的陶粒泡沫混凝土，獲得了陶粒預濕時間、泡沫摻量、水膠比、粉煤灰摻量、陶粒摻量等因素對陶粒泡沫混凝土的影響規(guī)律。（4）通過掃描電子顯微鏡觀察到秸稈水泥基保溫砂漿內(nèi)部秸稈經(jīng)堿處理

5、過后表面蠟質(zhì)層遭到破壞從而與水泥漿結(jié)合更為緊密，無明顯孔隙，有利于提高整體性能。（5）建立了保溫砂漿傳熱模型。（6）從宏觀、細觀、微觀等不同尺度上分析了陶粒泡沫混凝土的保溫機理。（7）基于串聯(lián)和并聯(lián)兩種熱阻網(wǎng)絡模型，建立了陶粒泡沫混凝土等效導熱系數(shù)與孔隙率之間的數(shù)學模型。本成果技術(shù)制備了具有A級防火功能的保溫砂漿和泡沫混凝土，獲得了2項發(fā)明專利，明確了不同影響因素對保溫材料性能的影響規(guī)律。研究成果在資源利用固體廢棄物和節(jié)能減排方面具有應用價值，為秸稈、固體廢棄物的資源利用和新型生態(tài)節(jié)能建材推廣提供了科技支持，在房屋建筑的保溫工程中具有較好的應用前景。負責人： 李克亮 電話：1523838649

6、9 電子郵箱： HYPERLINK mailto: 項目名稱：地聚合物混凝土界面過渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)特性與劣化機理研究技術(shù)領(lǐng)域：新材料成果詳情：界面過渡區(qū)是地聚合物混凝土的薄弱環(huán)節(jié)，控制著地聚合物混凝土的強度、抗化學腐蝕、滲透性等宏觀性能。本報告將研究地聚合物混凝土界面過渡區(qū)的致密度、均勻性、力學指標等微觀結(jié)構(gòu)特性及其演變規(guī)律，為延長混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命提供科學理論支持。本研究采用三點彎曲試驗分析了礦渣與粉煤灰質(zhì)量比、水與（礦渣與粉煤灰質(zhì)量和）之比、水玻璃模數(shù)、Na2O用量、骨料種類等因素變化下的地聚合物混凝土界面過渡區(qū)粘結(jié)強度，并通過干濕循環(huán)（自來水介質(zhì)和海水介質(zhì)）和凍融循環(huán)試驗分析界面過渡區(qū)性能劣

7、化規(guī)律，通過掃描電鏡和能譜技術(shù)分析界面過渡區(qū)微觀形貌、化學組成與化學元素分布情況。研究表明：（1）隨著礦渣與粉煤灰質(zhì)量比、水與（礦渣與粉煤灰質(zhì)量和）之比、水玻璃模數(shù)、Na2O用量的增加，界面過渡區(qū)粘結(jié)強度先逐漸提高至最大值，然后逐漸降低；（2）當使用大理石作為骨料時，所有齡期的界面過渡區(qū)粘結(jié)強度均高于使用花崗巖作為骨料時的粘結(jié)強度；（3）隨著干濕循環(huán)、凍融循環(huán)次數(shù)的增加，界面過渡區(qū)粘結(jié)強度不斷減少，試件質(zhì)量損失率變大；（4）界面過渡區(qū)較為致密，但存在化學元素不均勻現(xiàn)象，骨料部分元素分布比較均勻，在骨料和基體接觸位置出現(xiàn)元素突變。本成果技術(shù)利用了廢棄混凝土、工業(yè)廢渣、尾礦等廢棄資源，減少了這些廢

8、棄資源堆放、填埋的處置費用；制備的混凝土具有優(yōu)良的耐久性，可大幅度延長混凝土結(jié)構(gòu)服役壽命，間接經(jīng)濟效益顯著。本項目成果在固廢資源化、混凝土預制品、水利工程、市政工程和海洋工程領(lǐng)域有廣闊應用前景。負責人： 李克亮 電話電子郵箱： HYPERLINK mailto: 項目名稱：基于實驗室條件確定混凝土巖石真實材料參數(shù)的方法技術(shù)領(lǐng)域：水工結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)工程成果詳情：發(fā)展了由實驗室條件下的小尺寸試件，確定混凝土和巖石真實材料參數(shù)的理論與模型及試驗方法；明確了混凝土巖石強度與斷裂參數(shù)的邊界與尺寸效應機理；構(gòu)建了預測混凝土與巖石結(jié)構(gòu)個性化破壞的應用模型與設計方程。形成了一套混凝土巖石

9、強度與斷裂性能評估與裂縫預測的理論體系。項目獲得國家基金項目3項資助，發(fā)表SCI/EI收錄論文70余篇，獲國家發(fā)明專利授權(quán)31項，出版專著2部。負責人： 管俊峰 電話電子郵箱： HYPERLINK mailto:junfengguan junfengguan項目名稱：配置高強鋼筋的混凝土受彎構(gòu)件裂縫計算理論及檢測技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域：水工結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)工程成果詳情：研究了600MPa 級新型抗震鋼筋的工作性能研究。系統(tǒng)研究了配置不同強度等級鋼筋（335 MPa600 MPa）的不同強度混凝土（C30C60）受彎構(gòu)件抗裂、裂縫寬度及變形、承載力變化規(guī)律。確定了結(jié)構(gòu)設計驗算對象的裂縫

10、形態(tài)特征，提出了裂縫截面有效受拉高度計算方法，建議了平均裂縫間距的統(tǒng)一計算模型，建立了完整的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件裂縫計算理論體系。研究成果解決了結(jié)構(gòu)裂縫機理分析與驗算的關(guān)鍵問題，為結(jié)構(gòu)裂縫控制及其修補提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。負責人： 管俊峰 電話電子郵箱： HYPERLINK mailto:junfengguan junfengguan項目名稱：實驗室小尺寸試件測金屬斷裂參數(shù)與強度參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域：金屬結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)工程成果詳情：發(fā)展了預測低碳鋼和低合金鋼結(jié)構(gòu)斷裂破壞的彈塑性斷裂理論與模型，建立了由實驗室小尺寸試件，預測金屬斷裂參數(shù)與強度參數(shù)的試驗方法。發(fā)展的模型可將兩個

11、獨立判據(jù)強度及韌度準則聯(lián)系起來，搭起結(jié)構(gòu)特性與材料參數(shù)間的紐帶橋梁：可由處于彈塑性斷裂控制的小尺寸金屬試樣的結(jié)構(gòu)特性確定其材料參數(shù)；基于確定的材料參數(shù)，可建立起預測金屬結(jié)構(gòu)破壞的全過程曲線?；谒崮Ｐ图霸囼灲Y(jié)果，確定出斷裂韌度、屈服與極限強度等材料參數(shù)；進而構(gòu)建了可涵蓋所有試驗點的安全設計曲線。研究成果可為確定金屬材料參數(shù)及預測金屬結(jié)構(gòu)破壞提供科技支撐。研究成果發(fā)表在工程力學等期刊；獲得國家專利授權(quán)5項。負責人： 管俊峰 電話電子郵箱： HYPERLINK mailto:junfengguan junfengguan項目名稱：由無縫試件確定混凝土巖石斷裂韌度的關(guān)鍵技

12、術(shù)技術(shù)領(lǐng)域：水工結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)工程成果詳情：混凝土和巖石斷裂韌度的測定常采用預制裂縫試件，其結(jié)果受裂縫預制方式和尖端形狀等影響。為克服現(xiàn)有測定方法的局限，發(fā)展了由實驗室小尺寸無縫試件確定混凝土和巖石無尺寸效應斷裂韌度的模型，為斷裂參數(shù)的確定提供了科技支撐。研究成果發(fā)表在Fatigue Fracture of Engineering Materials Structures、工程力學等期刊；獲得國家發(fā)明專利授權(quán)1項。負責人： 管俊峰 電話電子郵箱： HYPERLINK mailto:junfengguan junfengguan項目名稱：由無縫試件確定混凝土巖石斷裂韌度的關(guān)

13、鍵技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域：水工結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)工程成果詳情：將“成熟度”引入大壩混凝土斷裂性能的評價中，使其從強度指標評價拓寬應用到大壩混凝土斷裂特性的評價層面。提出了“等效成熟度”的概念，等效成熟度采用等效溫度與齡期的乘積?；诓煌饨鐥l件下的大壩混凝土斷裂試驗成果及理論分析，建立了大壩混凝土斷裂參數(shù)與等效成熟度的定量關(guān)系，為有效控制大壩裂縫提供了定量判據(jù)。成果發(fā)表在Construction and Building Materials、水利學報等期刊。負責人： 管俊峰 電話電子郵箱： HYPERLINK mailto:junfengguan junfengguan項目名稱：基于移

14、動車輛荷載識別的橋梁時變可靠度與剩余壽命評估技術(shù)領(lǐng)域：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測成果詳情：車輛超載運輸已成為加劇橋梁損傷累積、降低其可靠性、縮短其運營壽命的主要原因。橋上車輛荷載無論是空間分布還是車型、軸重和總重變異性都很大，使得橋梁可靠度評估和剩余壽命預測非常困難。因此，準確識別橋面移動車輛荷載并基于真實車載信息評估橋梁時變可靠度與剩余壽命具有重要意義。然而，復雜多源激勵下橋梁響應的同步處理難題使得當前的移動車輛荷載識別方法存在兩大缺陷：多車通行時識別精度低、復雜工況下識別效率差。為此，本項目提出多車通行背景下抗大規(guī)模不適定性的正則化方法以提高車載識別精度；采用強制正交化、增加邊界約束等手段提升車載識別效

15、率；開發(fā)考慮橋上車輛荷載變異性的橋梁時變可靠度和剩余壽命評估方法；通過實橋試驗驗證車載識別技術(shù)的適用性及評估方法的有效性。研究成果突破傳統(tǒng)移動車輛荷載識別方法存在的技術(shù)瓶頸，破解橋梁性能評估缺乏真實車載信息難題，為我國公路橋梁的運營管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。負責人：陳震 電話電子郵箱： HYPERLINK mailto: 項目名稱：移動重車快速精確識別及其工程應用研究技術(shù)領(lǐng)域：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測成果詳情：本研究提出了分段多項式截斷奇異值分解法（PPTSVD）和預處理最小二乘QR分解法（PLSQR）識別移動車載。采用數(shù)值模擬和試驗驗證兩種新方法，可以得到如下結(jié)論：（1）截斷

16、奇異值分解法容易造成信號的缺失，即便從截斷的信號中提取信息也很難保證原始信息的精確，PPTSVD以截斷奇異值分解法為基礎(chǔ)，通過對截斷的小的奇異值提取有效信號解決了原有算法信號缺失的問題，從而提高移動荷載的識別精度。（2）以LSQR算法為基礎(chǔ)提出PLSQR方法對移動荷載識別問題進行迭代求解。通過對LSQR增加約束條件、引入正則化矩陣提升其識別精度；同時引入改進的Gram-Schmidt正交化算法、優(yōu)化邊界條件提高其收斂速度進而提升其識別效率。數(shù)值仿真結(jié)果表明，PLSQR算法的識別精度和收斂速度較原有方法有很大提升。（3）PPTSVD和PLSQR兩種方法克服了目前已有的移動車載識別方法具有的識別精

17、度差、魯棒性差等缺點，實現(xiàn)了識別精度及抗不適定性的提升；同時通過對PLSQR算法改進提出i-PLSQR方法可以有效減少迭代次數(shù)進而提高移動車載的識別效率。（4）通過多工況、多參數(shù)數(shù)值模擬及實驗室車橋試驗研究發(fā)現(xiàn)，兩種方法在各種響應組合下均具有較高的識別精度，其良好的響應組合適應性有利于測點較少、響應類型單一環(huán)境下的移動荷載識別。研究結(jié)果表明兩種新方法在逆問題識別最關(guān)鍵的識別精度和識別效率兩個方面均取得顯著效果，數(shù)值仿真和車橋試驗均驗證了其良好的識別精度和普適性，為有效識別橋面移動車載提供了依據(jù)。負責人：陳震 電話電子郵箱： HYPERLINK mailto: 項目名稱

18、：SFRC焊釘-橡膠連接件的傳力機理與疲勞性能研究技術(shù)領(lǐng)域：橋梁工程成果詳情：為揭示SFRC焊釘-橡膠連接件傳力機理研究考慮鋼纖維摻量、混凝土標號、焊釘直徑及布置方式、橡膠套筒高度及厚度等參數(shù)，通過試件的推出試驗研究、理論推導與非線性有限元分析，揭示構(gòu)件受力、傳力機理，得到新型連接件的抗剪剛度、抗剪承載力、變形性能及破壞模式，構(gòu)建抗剪承載力的計算公式和剪力-滑移本構(gòu)模型。建立疲勞損傷變量，通過試件的疲勞試驗研究、理論推導與有限元分析，得到各種S-N曲線、疲勞破壞模式，揭示疲勞荷載對抗剪承載力和剪力-滑移本構(gòu)的影響，探明疲勞壽命計算方法及影響因素。在理論推導和試驗研究的基礎(chǔ)上，通過非線性有限元分

19、析，考慮焊釘-橡膠連接件可能的布置情況，進行焊釘直徑及間距、橡膠套厚度及高度、混凝土標號和鋼纖維摻量等參數(shù)的敏感性分析，明確各參數(shù)的影響規(guī)律，建立SFRC焊釘-橡膠連接件計算理論和設計方法，總結(jié)SFRC焊釘-橡膠連接件的有限元分析模擬方法。技術(shù)優(yōu)越性：1）解決橋面鋪裝病害；2）改善耐久性；3）提高沖擊韌性；4）施工簡單。負責人：劉世明 電話電子郵箱：liushm項目名稱：PBL加勁鋼管SFRC受力性能和工程應用研究技術(shù)領(lǐng)域：土木工程成果詳情：SFRC開孔鋼板連接件的矩形鋼管構(gòu)件的軸壓、純彎構(gòu)件設計方法和工程應用，主要包括以下幾個方面：開孔鋼板連接件的矩形鋼管SFRC柱

20、軸壓破壞的形態(tài)為肋間管壁向外鼓曲。鋼纖維摻量、混凝土強度等級對整體破壞模式影響不大。抗拉強度等級為600MPa的鋼纖維能滿足軸壓柱鋼管與混凝土兩種材料間的傳力要求?；炷亮⒎襟w抗壓 強度由 59.7 MPa增加到88 MPa，軸壓試件位移延性系數(shù)下降 8.9%；混凝土立方體抗壓強度由59.7MPa增加到81.7MPa，軸壓試件耗能指標增加 32.4%。摻入體積率為 0.8%鋼纖維的 開孔鋼板連接件試件，其位移延性系數(shù)和耗能指標分別提高12.5%和42.3%。在矩形鋼管SFRC軸壓柱設計時，建議鋼纖維體積摻量為0.8%1.2%，開孔鋼板連接件開孔間距取開孔直徑的2倍，軸壓柱的延性性能和耗能能力較

21、好。純彎構(gòu)件跨中撓度與混凝土強度等級、鋼纖維參數(shù)、開孔鋼板連接件高度及直徑呈拋物線變化，其中開孔鋼板連接件直徑呈凹形曲線，其余呈凸形曲線?？箯潉偠扰c混凝土強度等級、開孔鋼板連接件開孔間距均呈拋物線變化。彎曲韌性指數(shù)與混凝土強度等級、鋼材屈服強度、開孔鋼板連接件高度呈拋物線變化，其中鋼材屈服強度呈凹形曲線，其余呈凸形曲線。極限彎矩與鋼纖維參數(shù)、鋼材屈服強度、開孔鋼板連接件直徑及間距均呈凸形拋物線變化；與混凝土強度等級呈線形變化；提出了矩形鋼管SFRC梁的抗彎承載力計算公式，經(jīng)試驗驗證，精度滿足工程應用要求。在矩形鋼管SFRC梁設計時，建議混凝土強度等級取CF60CF70；鋼纖維參數(shù)取0.30.6

22、（對應體積率為0.75%1.5%）；開孔鋼板連接件開孔直徑取高度的1/22/3，開孔間距取直徑的2倍。技術(shù)優(yōu)越性：1）有效解決工程中的“胖柱”、“胖梁”問題；2）改善抗震性能；3）提高耐久性性；4）非常適合裝配式施工。負責人：劉世明 電話電子郵箱：liushm項目名稱：鋼筋混凝土短肢剪力墻配筋砌體組合結(jié)構(gòu)及其施工方法（專利）技術(shù)領(lǐng)域：土木建筑工程成果詳情：本發(fā)明的目的是提供一種鋼筋混凝土短肢剪力墻配筋砌體組合結(jié)構(gòu)及其施工方法，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單易懂，成本低、施工方便，在設計中可根據(jù)短肢剪力墻的尺寸以及數(shù)量調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度、阻尼，適應范圍廣、實用性較高，尤其適合于抗震設防區(qū)域的房屋建筑，可有效提高住宅建筑、公共建筑等的抗震性能、安全性能、保溫性能。鋼筋混凝土短肢剪力墻配筋砌體組合結(jié)構(gòu)，包括若干面墻體，每面墻體均由一面配筋砌體墻和兩面鋼筋混凝土短肢剪力墻組成，配筋砌體墻為實體墻或開洞墻，兩面鋼筋混凝土短肢剪力墻分別設置在配筋砌體墻的兩側(cè)，兩面鋼筋混凝土短肢剪力墻分別與配筋砌體墻的兩側(cè)連接，墻體頂部設有樓板或屋蓋，垂直連接的兩面墻體相鄰的兩面鋼筋混凝土短肢剪力墻采用一體澆筑而成，澆筑后的橫截面呈T