推荐国家科技进步奖项目公示

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1、推荐国家科技进步奖项目公示项目名称特高拱坝智能梯度控裂技术推荐单位教育部项目简介：项目成果属于水工结构领域。依托“十一五”国家科技支撑课题、国家杰出青年基金项目、国家自然科学基金重点项目、教育部创新团队项目及行业、企业、计划等纵横向科研项目。我国高拱坝基础复杂、水推力巨大、应力水平高。大坝混凝土起裂机理、智能温控防裂技术和无害化限裂处理方法是施工期世界难题，国际研究前沿。采用现有理论、技术和方法证明仍然不能完全解决大坝长期运行风险。项目成果紧紧围绕特大坝混凝土起裂、控裂和限裂，创建了特高拱坝大坝-基础系统梯

2、度控裂理论，揭示了大坝混凝土温度、应力、变形和刚度的梯度致裂机理；自主研发了大坝结构梯度控裂方法、成套关键技术；建立了全级配大坝混凝土起裂、扩展、破坏全过程断裂理论和计算模型为有效控制大坝裂缝提供了定量判据，解决了该理论与关键技术实际应用于大坝混凝土开裂与限裂控制的难题。主要创新成果：①创建了混凝土大坝-基础系统梯度控裂理论，揭示了大坝混凝土温度、应力、变形和刚度的梯度致裂机理，形成了大坝-基础应力均化、变形协调、刚度匹配无害化控裂与限裂方法体系，发明了大坝混凝土表面裂缝预警、内部裂缝应力自适应控制与坝体虚

3、拟导缝、横缝开合辨识、孔口周边局部控裂与限裂成套技术。②提出了混凝土大坝结构闭环智能控制方法，建立了基于温度空间梯度与温度时间梯度的智能混凝土坝块通水换热精细预测模型，发明了利用换热技术实现混凝土坝块实时应力自适应智能控制的方法，研发了温度裂缝的内外梯度联控成套设备，解决了现场大坝混凝土温度时空梯度和裂缝控制难题，有效控制了大坝混凝土裂缝的产生。③建立了全级配大坝混凝土起裂、扩展、破坏全过程断裂理论和计算模型，提出了利用现场浇筑试件模拟大坝混凝土真实性能的实验方法，揭示了大坝混凝土裂缝真实起裂、扩展、断裂全

4、程机理，得到了大坝混凝土断裂参数与成熟度的定量关系，为有效控制大坝裂缝提供了定量判据。项目成果成功应用于溪洛渡、小湾、石门子等拱坝，解决了大坝混凝土温度时空梯度裂缝控制难题和坝基固结灌浆和大坝均匀上升的矛盾，有效控制了混凝土裂缝的产生，形成了大坝-基础应力均化、变形协调、刚度匹配无害化智能控裂与限裂方法体系。2015年中国水力发电学会对“特高拱坝梯度控裂理论与成套技术”成果鉴定认为“该项成果达到国际领先水平”。2014年“闭环智能控制的混凝土结构理论与关键技术”获教育部科学技术进步奖一等奖。项目的混凝土断裂

5、起裂理论被国际著名混凝土断裂研究专家CarpinteriA，美国工程院院士、中国工程院外籍院士ShahSP等相关领域的学者们广泛引用。研究成果获得授权发明专利8项，软件著作权4项，发表SCI检索论文50余篇，EI检索论文120余篇，SCI论文被SCI检索论文引用167次，他引120余次；在我国溪洛渡、小湾等大坝工程中得到成功应用，取得了显著的经济与社会效益，直接经济效益在9亿元以上。客观评价：2013年11月27日，由陈厚群、郑守仁院士任正副组长的国务院三峡枢纽工程质量检查专家组提交的“溪洛渡、向家坝水电站

6、与三峡库区调研报告”，认为“溪洛渡开展……冷却通水……等智能管理系统……开发应用，为保证溪洛渡工程的施工质量和安全发挥了重要作用，最大坝高285.5m的高拱坝到目前为止基本无裂缝，这是了不起的成就。”。马洪琪院士在“我国坝工技术的发展与创新”论文中评价项目技术“研发应用了数字大坝技术和智能温控技术，建设水平上了一个新台阶”。著名温控专家张国新教授在“大体积混凝土防裂智能监控系统”论文中评价项目技术“提出了基于物联网、自动测控和云计算技术实现个性化管理与分析，并实施对大坝性能进行控制”。顾冲时教授在“混凝土坝

7、工程长效服役与风险评定研究述评”论文中评价项目技术“针对人工通水冷却的弊端，建立了通水冷却智能温度控制系统，并在溪洛渡拱坝建设中得到了应用。目前，混凝土温度控制方法有由人工控制向智能控制转变的趋势”。在ACIMaterialsJournal上发表关于全级配混凝土力学行为的论文,被国内外学者广泛引用，并与国际大坝委员会抗震专业委员会主席Saoumaetal、国际著名混凝土力学专家、美国工程院院士Bazant等的工作并列：“ElicesandRoccoshowedthat,inNVC,tensilestreng

8、thdecreaseswithincreaseofaggregatesize.ThistrendhasalsobeenreportedbySaoumaetal.Lietal.,BazantandPfeifferandTasdemiretal.forNVC”；“Saoumaetal.andLietal.comparedthemechanicalpropertiesofdamconcretewithspherical