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极端条件下混凝土坝体防灾减灾及安全评价项目通过科技成果评价

2018-05-16 浏览次数:1570

  2018年5月16日,中科合创(北京)科技成果评价中心组织专家,对大连理工大学、昆明理工大学、淮阴工学院、红河州水利水电勘察设计研究院、红河州水利水电工程地质勘察咨询规划研究院共同完成的“极端条件下混凝土坝体防灾减灾及安全评价”项目进行科技成果通讯评审。专家审阅了项目方提供的的技术资料,形成综合评价意见如下:

  1.提供的评价资料齐全、规范,符合科技成果评价要求。

  2.该项目针对极端条件下混凝土坝动力响应机制,基于全生命周期性能演化的混凝土坝设计方法,建立贯穿于水利水电工程设计、施工和运行全过程的混凝土坝安全控制理论,针对混凝土坝在全生命周期中可能受到的地震、涌浪、爆炸冲击极端荷载下的非线性动力反应、损伤机理、破坏模式、加固措施及安全评价开展研究,为我国大型水利水电工程的设计、施工与运行提供理论与技术支撑。

  3.该项目主要创新点:

  (1)建立了混凝土坝基于全寿命周期的抗震安全评价方法及评价指标体系,发展了基于损伤的高混凝土坝-场地动力相互作用多/跨尺度分析方法,系统开展了高混凝土坝筑坝材料和场地岩体的多尺度破坏特征及失效模式的研究,提出了高混凝土坝筑坝材料和场地岩体的多尺度动力本构及高效、高精度数值计算方法。

  (2)发展了模拟混凝土坝(重力坝、拱坝)振动台模型实验弱面效应的仿真混凝土材料,得到了该仿真材料动力作用下的损伤特性、机理及形态,进行了非完全相似条件的理论推导,提出了通过断裂特性相似以解决坝体模型材料应变比尺不等于1时相似要求的模型动力实验的设计方法,发展相应的传感设备提升数据采集能力。通过爆炸实验研究,得到了混凝土坝在水下冲击波作用下的动力损伤特征及响应分布规律。

  (3)分析了涌浪对高坝应力分布和坝体应力特性的影响,提出了坝体-库水系统流固耦合相互作用的简化公式,提升了计算效率,分析了强震对混凝土坝体冲击破坏以及对强度控制、抗倾覆稳定以及抗滑稳定性的影响,得到了最大可能地震动下混凝土坝的失效模式和失效机理,给出了水下及空气中接触爆炸对坝体动态响应及破坏特征的影响规律。

  (4)得到了配筋对挡水坝段、冲沙底孔坝段、溢流坝段等混凝土坝段在地震荷载下的破坏形态的影响规律,开展了混凝土坝段配筋破坏动力模型振动台实验研究,给出了新型材料超高韧性水泥基复合材料、泡沫铝、泡沫混凝土、轻骨料混凝土对坝体抗震、抗爆的效果。

  4.该项目核心技术具有完全自主知识产权,获取专利6项,其中发明专利4项,软件著作权1项。成果应用于多个重大工程比如黄登、白鹤滩等高坝以及旱塘水库工程、肥香村水库、三岔河水库、马鹿塘水库、盐井沟水库等工程中,取得了显著的经济和社会效益。

  综上所述,该成果在水利工程抗震与防灾等领域具有广阔的应用前景,经与国内外同类研究方法比较,在振动台实验材料及设计方面达到国际先进水平,在数值分析多尺度分析模型方面填补国内空白,综合性能指标达到国际先进水平。

  建议:继续加强成果的后期推广应用。

专家组成员

  王进廷 清华大学教授、博导

  刘云贺 西安理工大学水利水电学院院长、教授、博导

  闫东明 浙江大学教授、博导

  高玉峰 河海大学土木与交通学院院长、教授、博导

  周宜红 三峡大学水利与环境学院院长、教授、博导