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重大工程灾害与控制教育部重点实验室 工程结构故障诊断广东省高等学校科研型重点实验室
 

重大工程结构引起的灾害不仅危及人民的生命安全而且造成国家的重大损失,这些灾害涉及各个领域,如高压压力容器的灾害常常会引起爆炸,建筑物的灾害常常造成建筑物的倒塌,桥梁、机械与运载设备的灾害常常会造成车毁人亡。此类事件不胜枚举,可见工程结构在运行过程中常会出现各种各样的灾害。建立“重大工程灾害与控制”实验室,应用最新的技术和材料对工程中的灾害进行状态监测、诊断和智能控制,将给特大桥梁、港口、机场、堤坝、发电站、高层建筑的安全运作提供可靠保证。将对现代工业、国计民生工程和人们生活的方方面面发挥重要作用。

(1) 带缺陷结构的动态响应及可靠度分析:

研究带缺陷大跨度结构的弯曲、振动、稳定性、断裂、损伤和疲劳等问题,重点为缺陷大跨度板壳结构、压力容器壳体结构等工程中重要板壳结构的非线性振动、稳定性和疲劳问题及可靠度分析。缺陷复合材料结构在低速冲击和高速冲击情况下的破坏形式、破坏机理、冲击响应、损伤分析、损伤准则。开展结构风工程应用研究,侧重于对带缺陷大跨体育建筑及屋盖抗风、结构的各种风致振动机理及破坏模式、各类结构的抗风性能和风载识别、计算机仿真分析及“数值风洞”、结构抗风防灾及可靠度分析、抗风减灾及振动控制的研究。包装材料和结构在冲击载荷作用下的损伤分析与可靠性评价

(2) 重大工程结构的健康监测:

本方向将围绕大型结构(如:大坝、桥梁、核电设施、地铁、航行体、隧道等)的健康监测, 将进行结构动力特性分析方法、结构荷载识别及其评估、结构动力响应快速精确计算方法、结构评损模型研究、进行结构的修复与加固技术的研究以及结构的动态检测、监测及评估方法研究。在特征信号提取方面开展光纤传感技术的研究,这方面将侧重于特种光纤传感器、智能型光纤传感器以及光纤传感网络技术等方面的研究。通过对各种功能型光纤传感器(尤其是光纤光栅传感器)的研发、封装、定标、粘贴以及埋置技术的探索,开发出接近商用化的产品,用于不同物理量的监测。

将研发的光纤光栅传感网络对工程结构内的应变分布进行分布式监测,通过建立结构损坏的数学模型和用于损坏程度评估的专家系统,对结构的健康状况进行实时监测,并对灾害进行预警。

(3) 地下结构与地基基础的安全预警:

对重大工程如高层建筑上部结构-基础-地基动力相互作用进行研究,包括上部结构-深基础-非线性地基动力相互作用、现有的大型建筑体系隔震、减震的改进和优化的研究。进行沿江、沿海重大堤防险段诊断及安全评估和深厚软基加固技术,研究重点为防灾减灾、渗透稳定、水流冲刷稳定、可靠度评估、加固关键技术及环境影响问题。利用大型有限元分析软件对地下结构,特别是地铁盾构施工进行数值模拟,研究不同地质条件下开挖稳定性,并进行安全评估。

(4) 结构减振与智能控制:

进行阻尼材料与振动控制的研究,包括高分子阻尼材料的本构关系及力学性能的研究,粘弹性阻尼减振技术及阻尼器研究,结构振动及振动控制技术。在大型结构的减振研究取得突破。重点开展结构的智能监控平台软件和智能控制器在大型结构振动控制中的应用的研究,包括磁流变液阻尼器、新型的智能材料及其在大型结构振动控制中的应用,结构的信息采集、处理、实时监控的智能结构体系的研发。

实验室以我校的工程力学学科为基础,整合光电工程学科、信息工程学科的相关研究力量,以工程结构的安全预警和控制为研究目标,具有多学科交叉的研究特色与优势。目前在含缺陷结构的非线性理论、工程结构损伤诊断、光纤光栅传感器、智能建筑等方面的研究具有鲜明的特色。

版权所有:重大工程灾害与控制教育部重点实验室 工程结构故障诊断广东省高等学校科研型重点实验室
邮箱:383179929@qq.com