一、研究中心简介
随着城市化进程快速推进,我国城镇化率正稳步提升,2016年已接近58%,2030年将达到70%。维系现代城市与区域经济功能正常运转的能源与电力系统、通讯系统、交通系统、城市供水、供热、供燃气系统等基础性工程设施通常被统称为城市生命线工程设施。城市生命线工程设施不仅量大面广,还具有网络性、系统性、耦连性及公用性等特征。当前,全球气候变化无常,城市生态堪忧,地震、洪水、地质风沙、冰雪气象等自然灾害频繁发生,各种自然灾害作用下的城市安全面临着严峻的挑战,尤其是各类生命线工程设施在复杂环境下的结构安全、抗灾性能、健康状态及耐久性等技术问题日益突出,生命线工程设施及系统的安全可靠是确保城市安全运转和灾后恢复的关键。
北方工业大学城市安全及生命线工程防灾技术研究中心(以下简称研究中心)主要围绕能源电力供应、交通、通讯、供水等城市生命线工程开展环境振动、安全监测与防灾减灾等领域的创新技术研究,培养生命线工程防灾减灾防御领域的创新人才,旨在提高我国城市生命线工程设施抵御极端自然灾害的能力,确保城市运行安全和人民生命财产安全。
近年来,研究中心承担完成了国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金及国家电网公司等单位的横向科技项目近百项,科研经费达到2000多万元,出版专著、教材多部,在《工程力学》、《土木工程学报》、《中国电机工程学报》、《电网技术》等国内外核心期刊发表论文数百篇,其中有被EI、ISTP收录上百篇,主要成员主持或参与项目获得国家及省部级科技进步奖多项,申请或授权发明及实用新型专利数十项。目前研究中心已形成20多人的研发团队,专业涵盖土木工程、防灾减灾工程及防护工程、电气工程、机械工程、振动控制等领域,其中高级职称9人,中级职称10多人,具有博士学位的教学科研人员近20人,团队成员专业结构合理,研发实力雄厚,具有丰富的工程现场经验。
二、主要研究方向
1.城市生命线工程灾害机理及危险性分析研究
2.城市生命线工程结构振动检测、监测及控制技术研究
3. 城市生命线工程结构损伤检测、健康监测及寿命评估技术研究
4. 城市生命线工程防灾、加固改造设计方法及标准体系研究
5. 城市生命线工程防灾新材料、防灾新技术研究
6.城市生命线工程抗灾可靠度及失效概率研究
三、科研与试验条件
研究中心科研与试验条件建设成效显著,目前有力学实验室、建筑材料实验室、工程勘测实验室、岩土工程物理模拟实验室、结构工程实验室、地下空间工程实验室、土力学实验室、工程及设备振动与防灾等专业实验室,实验室占地面积5000平方米,实验设备2000余台套,固定资产价值7000余万元。近年来与清华大学、北京航空航天大学、同济大学、广州大学、华北电力大学、中国电力科学研究院等高校、科研单位建立了良好科研合作关系。
四、代表性研究成果
近年来,研究中心在城市电源、电网、交通、城市管廊、地下隧道等生命线工程防灾减灾及安全控制领域取得了大量的科研成果,尤其在输变电设施隔震减震、城市基础设施振动与噪声控制、汽轮机基础弹簧隔振技术、城市地质灾害及地下工程动力灾害等方面形成了独特的技术优势。
在输变电等电网设施防灾减灾领域,系统开展了输电塔线体系的动力特性理论研究,开展了输电线路抗冰、抗风及抗震等方向的研究,开展了变电站、换流站抗震能力评估、隔震减震装置研制,初步建立了变电站电气设备抗震性能损伤评估方法与评估系统。研究成果已成功应用于四川、甘肃、云南等地多个枢纽变电站和特高压交直流变电站、换流站,促进了我国电力工业抗震技术的发展与进步,为《电力设施抗震设计规范》修订提供了重要的技术支撑。
在输变电工程和交通工程减振降噪领域,组织开展了国内750kV及以下的数十座变电站和多条地铁线路、桥梁工程的振动与噪声测试,研制了变压器器身金属橡胶隔振装置和变压器双层组合隔振装置,研制了可移动隔声屏障及其合理设计参数,研制了共振薄板、微穿孔板及微孔共振薄板等低频高效吸声装置,参与完成了新疆、上海、北京等地多个变电站降噪设计与应用工作,有效推动了我国变电站噪声控制领域的技术进步。
在火力发电、核电及风电设备振动控制领域,开展了多个发电厂汽轮机基础、磨煤机弹簧隔振技术研究,完成了风力发电塔筒减振控制技术研究,成功研发了调频气压液柱阻尼器主动控制技术,先后开展了方家山、岭澳、福清、海阳等核电及泰州、莱芜等火电汽机基础的抗震试验,在泰州、莱芜等电厂开展了基础弹簧隔振设计和现场振动实测研究。
在城市地质灾害及地下工程动力灾害领域,开展了高边坡灾变机理与风险辨识技术、松散介质及深基坑工程安全评价理论及其控制关键技术研究,成功开发了城市地质灾害预警及监测系统。启动开展了市政管线、地铁运营灾害与风险发生机理研究,着手构建城市管网信息管理平台与远程实时监测网络系统。在铁路特大桥梁施工监测与设计技术处于国内先进水平;在深部地下工程冲击地压、岩爆灾害机理研究与防护技术、采动影响下巷道围岩控制技术、隧道抗震技术居于国内领先水平。 2100433B