多因素协同作用下混凝土坝长效服役的理论与方法

重点针对"多因素协同作用下混凝土坝长效健康服役"主题，开展荷载与环境多因素协同作用下混凝土坝材料与结构交互演化机理研究，揭示混凝土坝长效服役性态的多因素协同驱动规律，创建服役机理的宏、微、细观多尺度融合研究理论；开展"影响要素－工程质量－工程长效服役性态"一体化研究，揭示工程质量的多要素组合作用规律和工程质量对混凝土坝服役性态的长效影响机理，提出工程质量监测与控制方法，构建长效服役的基础保障方法；综合考虑确定性与不确定性因素交互影响，研究混凝土坝服役性态监控与评估的时空四维场理论和方法，提出长效服役性态多指标组合预警体系，构建长效服役的预警理论与方法；基于长效服役风险管理理念，研究混凝土坝服役模式调控与补强修复方法，提出提升效果评估方法和决策优化模型，构建混凝土坝长效服役的提升方法。

混凝土坝作为水利与水电工程的最主要结构物，其不仅要承受各种动、静循环荷载及各种突发性灾害的作用，还要承受来自恶劣环境的侵蚀与腐蚀、材料性能劣化等的组合影响；另外，混凝土坝建设投资巨大，社会影响面广，而且在漫长的服役过程中一般与周围环境渐趋平衡状态，其退役和拆除需要特别慎重，为此需突破仅从设计、施工质量单一层面上去寻求工程安全性的传统理念，向工程结构物的可检性、可修性、可换性、可强性、可控性及可持续性的综合安全理念转变。项目组针对“多因素协同作用下混凝土坝长效健康服役”主题，围绕多因素协同作用下混凝土坝材料特性演化机理、混凝土坝结构特性演化机理与驱动规律、混凝土坝工程质量长效影响机理与控制方法、混凝土坝长效服役的监控与预警理论和方法、混凝土坝长效服役的提升方法等内容开展了系统研究，深入探索和揭示了在环境因素、交变荷载等多因素作用下，混凝土坝服役性态随时间的演变、衰减规律和机理，据此建立了混凝土坝的长效服役保障与提升的理论和方法，以期实现生命早期保障混凝土坝的“活力”，生命中期通过保健而增强“活力”，生命后期通过医治加强“活力”等目标。结合本项目的开展，已培养博士后3人、博士研究生17人、硕士研究生54人。基于项目研究成果，已出版专著3部、译著2部，发表论文180余篇，其中被SCI收录110余篇；获授权发明专利23项、软件著作权9项。部分成果已入水利、水运等行业和地方标准，并被成功应用于多座大坝工程的设计、施工、运行管理中，为监控工程服役安全、优化工程除险加固、提升工程服役性能、延长工程服役年限等提供了重要的科技支撑。本项目的高质量完成，为混凝土坝设计、建设、运行管理，尤其是混凝土坝长效健康服役提供了理论和方法基础，为推动水工结构工程学科的发展和完善发挥了积极的作用。成果已获国家科技进步一等奖1项、国家技术发明二等奖1项、省部级科技进步特等奖1项、一等奖3项。