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  • 416日至17日,国家自然科学基金委员会工程与材料科学部组织有关专家,分别对我校两个重点项目进行结题验收。这两个项目是土木水利学院林皋院士主持的“高拱坝地震破坏机理和大坝混凝土动态强度研究”,和土木水利学院许士国教授主持的“松嫩平原洪水资源利用与湿地生态环境管理的研究”。专家组在认真听取项目研究工作汇报并充分讨论的基础上,对两个项目的研究成果给予了充分肯定,认为这两个项目全面完成了研究计划书预定的研究内容,研究工作取得了突出成果,综合评价均为“A”。 

        林皋院士主持的“高拱坝地震破坏机理和大坝混凝土动态强度研究”项目,研究成果已应用于小湾、溪洛渡、大岗山等国家重点工程,为这些高拱坝的抗震设计提供了技术依据。主要研究成果包括:(1)系统地进行了地震作用下混凝土动态强度与变形特性及其发生机理的研究,完成了2000多个试件的试验。在循环加载条件下的动态特性、温度、湿度等环境条件下的动态特性以及双轴与三轴条件下的动态特性方面取得了重要进展和突出成果;(2)深入研究了静、动态统一本构关系,建立了无耦合多子系统与耦合双子系统的静、动态统一本构关系,可用于研究蠕变、疲劳、砂土液化、双临界应变率等问题。提出了以经典塑性力学和边界面理论为基础的单调和循环加载条件下混凝土本构关系模型;(3)建立了反映混凝土速率敏感性影响的四参数一致粘塑性模型,首次研究了率性对高拱坝地震响应的影响,论述了非线性响应阶段考虑速率敏感特性的重要性,对高拱坝的抗震安全评价具有重要意义;(4)开展了1/300的溪洛渡拱坝和小湾拱坝的振动台地震动力模型试验,模拟了拱坝横缝、两坝肩潜在滑裂体、水库边界以及地基边界的振动能量耗散,研究了高拱坝的地震损伤机理与承载潜力;(5)深入研究了高拱坝与无限地基动力相互作用的计算模型。发展改进了便于大型工程问题数值计算的比例边界有限元法、阻尼影响抽取法等计算方法及拱坝横缝动态摩擦接触问题的非光滑方程组解法,研究了地基非均匀性对拱坝与重力坝地震响应的影响、地形等条件对强震时横缝开合规律的影响和键槽结构形式对拱坝地震响应的影响。发展了正交各向异性弹性损伤模型和非各向同性弹塑性损伤模型,成功地进行了拱坝损伤与承载力的分析以及重力坝地震损伤的模拟;(6)改进了DDA三维块体接触类型判断方法,提高了判断效率,应用于重力坝稳定分析以及坝肩楔形体的稳定分析,获得了良好的效果。发展了基于混凝土细观非均匀性的拱坝地震损伤演化的数值计算模型和拱坝坝体与坝肩岩体相耦合的地震破坏数值模拟方法,开发了相应的计算软件,具有良好的应用前景。

        通过本项目研究培养了博士研究生11名,硕士研究生9名,其中3人已获得博士学位,6人已获得硕士学位。本项目研究已发表学术论文70篇,其中SCI收录3篇,EI收录24篇,ISTP收录1篇;还有多篇论文被SCI刊源期刊录用。研究成果在世界地震工程会议、国际大坝会议、国际坝工会议等重要学术会议的交流中得到了很好的评价。

       许士国教授主持的“松嫩平原洪水资源利用与湿地生态环境管理的研究”项目,经过80多位直接参研人员的共同努力和松辽委100万匹配资金的支持,从建设监测站、规划试验断面、收集湿地水文及生态基础资料开始,到解决实际问题取得应用成果结束,做了大量深入细致的工作,按计划圆满完成了任务。其中在河流洪水资源利用研究、生态环境需水量研究、湿地水文效应研究和3S技术集成信息管理等方面取得了突出进展。

        季节性降雨气候和经济社会快速发展使得松嫩平原水资源供需矛盾日益突出,生态环境用水亏缺成为普遍现象。松嫩平原地势平坦,幅员辽阔,分布着大量湿地。因此,因地制宜研究与建立洪水资源利用新方法,对保护与恢复湿地生态环境具有重要意义。该项目首次对松嫩平原洪水资源利用与湿地生态环境管理进行了系统研究,并建立了比较完善的研究模型,为霍林河水资源开发利用规划和扎龙湿地水资源规划水资源优化配置提供了科学依据和理论指导,为洪水资源化利用和湿地管理做出了重要贡献。其中“三筒补偿式蒸渗仪”和“渗流补偿式陆面蒸渗仪”的研制与应用,解决了湿地植物蒸腾测定的技术难题,该方法及装置属于首创,获得国家发明专利。

        该项目深入研究了利用洪水满足湿地生态环境用水、利用湿地实现洪水资源化以及相关联的科学问题。主要研究成果包括:(1)建设了国内第一个坐落在湿地上的水文气象监测站,研究开发了表面蒸发和植物散发分离监测的专利仪器,为相应研究建立了新的资料基础;(2)在洪水资源利用方面,首次提出了将河流水资源定量分解为生态水量、安全水量、风险水量、灾害水量,进而区别利用的理论和方法,奠定了河流洪水资源利用规划、预案编制及操作管理的基础;(3)在湿地与水的相互作用研究方面,试验确定了湿地的阻力系数及变化规律,研究了湿地的蓄滞洪能力、水循环模型,提供了湿地水资源科学管理的新手段;(4)揭示了洪水过程与湿地水质、沙化、盐渍化、生物多样性之间的数量关系,建立了湿地生境修复方法;(5)利用卫星遥感信息和分解计算生态环境用水的方法,得出了扎龙湿地、霍林河流域生态环境需水量,在水资源综合规划中发挥了重要作用;(6)在3S技术应用开发与集成融合研究基础上,建立了河流洪水资源利用与湿地生态环境管理信息平台,卫星遥感影像自动解译和遥感信息实际应用技术研究获得重大进展。

        该项目发表期刊论文100篇,会议论文38篇,SCI检索论文8篇,三项检索论文合计35篇次,获得国际先进评价鉴定成果2项,发明专利4项。参加项目的研究生有55人,其中19人攻读博士学位,36人攻读硕士学位,已授予学位的有3名博士,23名硕士。项目组主要成员利用参加国际会议,以及其他途径的互访机会与国外同行进行了信息和研究成果的交流。合计出国参加国际会议5人次,发表论文15篇,项目组主要成员利用其他机会出国访问2人次、短期研修2人次,接待国外来华学者3人次。另外参加在国内召开的国际会议多次。

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