| 学科专业评审组: | 工程建设组 | | 项目名称: | 高寒高烈度区冻土桩基承载退化理论与韧性提升技术 |
| 提名单位: | 陕西省教育厅 |
| 提名等级: | 一等奖 |
| 提名单位意见: | 高寒高烈度区桩基因冻融循环与突发地震等严苛环境,面临冻土变形、桩体剥蚀、承载劣化等突出病害挑战。历经10余年产学研用协同攻关,项目通过理论研究、室内试验、原位监测与工程验证相结合的方法,提出了冻土桩基承载退化理论,研发了感知—评价—预测一体化平台,建立了桩基韧性提升技术体系。经中国公路学会组织专家鉴定,项目成果经济社会环境效益显著,推广应用前景广阔,达到国际领先水平。
项目成果成功应用于共玉高速等多项重点工程,有效降低了工程全寿命周期内的病害风险与维护成本,显著提升了桩基础的服役寿命与韧性。相关成果为新藏铁路、青藏高速、西电东送等国家战略工程的安全建设和稳定运营提供有力支撑。
项目材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科技进步奖提名条件。 |
| 项目简介: | 

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| 客观评价: | 

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| 应用情况和效益: | 

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| 主要知识产权和标准规范等目录: | 


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| 主要完成人: | - 姓名:唐丽云
排名:1 行政职务:院长 技术职称:教授 工作单位:西安科技大学 对本项目技术创造性贡献:项目研究总负责人,负责制定冻土桩基承载退化理论、感知评价及韧性提升技术等工作路线及研究目标,担任陕西省秦创原西部寒区桩基技术研发与应用“科学家+工程师”队伍首席科学家,对创新点 1、2和3做出了突出贡献,取得的成果包括:提出了冻土桩基长期承载性能退化计算方法,研发了冻土水热状态感知装备,建立了高寒高烈度区“环境—冻土—桩体”三位一体状态监测与承载性能预测平台,研制了氨基硅烷改性硬脂酸基疏水材料,获批国家自然科学基金3项,发表学术论文52篇,编写专著4部,授权发明专利10项,计算机软件著作权4项,参编陕西省工程建设标准《桩基内力线测法测试规程》。 曾获国家科技奖励情况:陕西省高等学校科学技术研究优秀成果一等奖2项;机械工业科技进步二等奖1项;陕西省研究生创新成果奖2项。 - 姓名:张利军
排名:2 行政职务:副总经理、总工程师 技术职称:正高级工程师 工作单位:中铁二十局集团第四工程有限公司 对本项目技术创造性贡献:项目核心研发成员之一,负责冻融环境下混凝土耐久性提升及损伤预测相关技术研究,对创新点2、3做出了重要贡献。取得的成果包括:针对高寒环境下混凝土冻融劣化及水分侵入问题,研发了基于机器学习的冻融侵蚀损伤量化指标预测方法,实现了混凝土冻融损伤的智能预测,为项目桩体冻融损伤演化预测及高寒地区工程性能提升提供了技术支撑,获授权发明专利9项、工法3项。 曾获国家科技奖励情况:中国铁道学会科技进步一等奖1项;中国公路学会科技进步一等奖1项;陕西省科技进步二等奖1项。 - 姓名:张熙胤
排名:3 行政职务:院长 技术职称:教授 工作单位:兰州交通大学 对本项目技术创造性贡献:项目核心研发成员之一,负责强震及多场耦合条件下桩土体系损伤演化与承载性能评估研究,对创新点1、2、3作出了重要贡献。取得的成果包括:针对复杂环境下结构性土损伤及桩土界面劣化难以量化的问题,引入损伤力学与多场耦合理论,构建了涵盖桩土界面劣化、荷载传递演化及长期性能衰减的计算与评估模型,揭示了复杂环境下桩基承载性能演化规律,为高寒高烈度区冻土桩基长期承载退化理论构建提供了重要支撑,成果已应用于新型抗震技术研发并验证有效,发表相关学术论文35篇,授权发明专利7项、软件著作权4项。 曾获国家科技奖励情况:甘肃省科学技术进步二等奖1项;中国铁道学会科学技术二等奖1项;全国铁道团委第九届“全国铁路青年科技创新奖”铜奖1项。 - 姓名:常园
排名:4 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西安市科学技术馆 对本项目技术创造性贡献:项目核心研发成员之一,负责土体力学性能研究,并提供野外调查支撑,协助完成项目实施过程中的部分现场组织协调工作,对创新点1做出了重要贡献。主要工作包括:基于地质灾害与地形演化的相关研究基础,参与了项目强烈水热变化条件下冻土力学行为研究中的现场调研与数据整理工作,为冻土强度水热劣化机制研究中工程地质类比分析提供了野外调查支撑。 曾获国家科技奖励情况:陕西省地质学会三等奖1项。 - 姓名:邱培勇
排名:5 行政职务:主任 技术职称:副教授 工作单位:西安科技大学 对本项目技术创造性贡献:项目核心研发成员之一,负责冻土桩基承载退化理论及桩基状态感知技术研究工作,对创新点1和2做出了重要贡献,取得的成果包括:构建了桩-土相变区界面强度演化模型,构建了表征冻土孔隙结构、冰-水-气赋存状态的四元体导电理论,发表相关学术论文15篇,授权发明专利6项。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:贾海梁
排名:6 行政职务:主任 技术职称:教授 工作单位:西安科技大学 对本项目技术创造性贡献:项目重要参与人员之一,负责冻土桩基承载退化理论及桩基状态感知设备研发工作,对创新点1和2做出了主要贡献,取得的成果包括:研发了冻土桩基“水热“状态感知设备,构建了集成环境变化,地层响应与桩基承载演化的全域感知技术,突破了高寒区桩基承载性能多场耦合感知瓶颈,发表相关学术论文15篇,授权发明专利3项。 曾获国家科技奖励情况:陕西省高等学校科学技术一等奖1项;机械工业科学技术奖二等奖1项。 - 姓名:杨更社
排名:7 行政职务:无 技术职称:教授 工作单位:西安科技大学 对本项目技术创造性贡献:项目重要参与人员之一,负责冻土桩基承载理论及桩基状态预测研究,对创新点1和2做出了主要贡献。取得的主要成果包括:揭示了暖湿化气候叠加水化热影响的桩基热融灾变机理,发表相关学术论文25篇,编写专著2部,授权发明专利3项。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:奚家米
排名:8 行政职务:党委书记 技术职称:教授 工作单位:延安大学 对本项目技术创造性贡献:项目重要参与人员之一,负责桩周冻土力学特性与桩基状态预测研究,对创新点1、2做出了主要贡献,取得的主要成果包括:探究了桩周冻土力学特性,提出了冻土区桩基监测方法,研发了桩基服役状态监测系统与预测平台,发表论文12篇,编写专著2部,授权发明专利3项。 曾获国家科技奖励情况:山西省、甘肃省科学技术进步奖各1项;陕西省教学成果二等奖3项。 - 姓名:马凌云
排名:9 行政职务:无 技术职称:正高级工程师 工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 对本项目技术创造性贡献:项目重要参与人员之一,参与开展冻土区桩基非线性地震动力响应特性研究,对创新点1做出了主要贡献。主要工作包括参与研究方案的制定、数据采集与整理,理论及数值模型的分析,为冻土区桩基动力响应特性的研究提供了基础性支撑。 曾获国家科技奖励情况:中国水力发电工程学会水力发电技术发明奖三等奖1项;中国电力建设企业协会电力建设科学技术进步奖二等奖、三等奖各1项。 - 姓名:申艳军
排名:10 行政职务:副院长 技术职称:教授 工作单位:长安大学 对本项目技术创造性贡献:项目重要参与人员之一,负责冻土桩基状态监测装置研发,对创新点2做出了主要贡献,取得的主要成果包括:针对冻融过程中岩土体内部水分迁移难以实时监测的难题,参与研发了基于核磁共振系统的冻融过程水分迁移实时监测装置及方法,发表相关学术论文6篇,授权发明专利2项。 曾获国家科技奖励情况:陕西省科技进步奖一等奖、三等奖各1项;陕西高等学校科学技术奖2项。 - 姓名:张程华
排名:11 行政职务:无 技术职称:讲师 工作单位:西安科技大学 对本项目技术创造性贡献:项目主要参与人员之一,负责高寒环境下混凝土抗冻耐久及低温施工相关技术研究,对创新点3做出了主要贡献。取得的主要成果包括:针对高寒地区混凝土水分侵入及冻融劣化问题,参与研发氨基硅烷改性硬脂酸基混凝土疏水材料,实施低温混凝土抗冻耐久性试验,形成相关发明专利成果,并为混凝土低温施工工艺创新提供技术支撑,有效提升了桩体抗冻耐久性能和服役韧性。 曾获国家科技奖励情况:第六届安全科学技术奖二等奖1项 - 姓名:王力
排名:12 行政职务:无 技术职称:副教授 工作单位:西安科技大学 对本项目技术创造性贡献:项目主要参与人员之一,负责桩-冻土非线性相互作用研究,对创新点1做出了主要贡献。针对水分变化与荷载作用下土体结构强度衰减及力学性能演化问题,建立了考虑初始结构强度衰减的土-水–力耦合弹塑性本构模型,提出结构强度衰减灵敏度参数,将饱和度、体积变形、基质吸力及结构强度演化纳入统一理论框架,实现了对土体水–力耦合响应及抗剪强度衰减过程的预测,为项目水热环境变化下冻土力学行为及强度劣化机理研究提供了理论支撑。 曾获国家科技奖励情况:绿色矿山科学技术二等奖1项 - 姓名:张林
排名:13 行政职务:董事长 技术职称:正高级工程师 工作单位:中铁二十局集团第四工程有限公司 对本项目技术创造性贡献:项目主要参与人员之一,主要负责桩基韧性提升等技术应用与示范,对创新点3做出了贡献。主要协助制定桩基韧性提升技术研究方案,协调典型试验工程现场测试,结合现场实际分析、总结数据。 曾获国家科技奖励情况:中国铁道学会科技进步三等奖1项;中国公路学会科技进步一等奖1项。 - 姓名:张龙
排名:14 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:机械工业勘察设计研究院有限公司 对本项目技术创造性贡献:项目主要参与人员之一,主要负责桩基状态感知技术应用,对创新点2做出了贡献,取得的主要成果包括: 发明了灌注桩成桩后分布式光纤后植入方法。授权发明专利2项。 曾获国家科技奖励情况:机械工业科学技术奖二等奖1项。 - 姓名:帖锋斌
排名:15 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:中铁二十局集团有限公司 对本项目技术创造性贡献:项目主要参与人员之一,主要负责冻土桩基承载劣化理论研究与低温高性能混凝土施工工艺研发,对创新点1、3做出了贡献,取得的主要成果包括:参与构建了冻土桩基承载劣化理论,研发了适用于严寒环境的低温高性能混凝土施工工艺。获授权发明专利2项,参编标准2部。 曾获国家科技奖励情况:无
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| 主要完成单位及创新推广贡献: | - 单位名称:西安科技大学
单位贡献:西安科技大学作为项目的主体承担单位,牵头负责整个项目的总体管理、组织和协调工作,直接负责技术调研、理论研究、现场测试、室内试验、工程应用等各阶段的工作,主要参与创新点1、2和3的研究内容,取得了一系列核心创新成果。在创新点1方面,揭示了暖湿化气候叠加水化热影响的桩基热融灾变机理,构建了反映接触面“温-湿-力”动态变化的冻土桩基承载力计算理论,建立了考虑初始结构强度衰减的土-水-力耦合弹塑性本构模型,形成了地气温度、融冻层厚度、服役年限三参量的冻土桩基承载力预测模型,为冻土桩基长期承载性能退化计算提供了理论基础。在创新点2方面,研发了冻土桩基水热状态感知设备,构建了集成环境变化、地层响应与桩基承载演化的全域感知技术,提出了基于冻土导电理论的桩周冻土相变状态和水热迁移监测协同感知新方法,构建了表征冻土孔隙结构、冰-水-气赋存状态的四元体导电理论,实现了对冻土区桩基服役状态的精准感知。在创新点3方面,研制了氨基硅烷改性硬脂酸基混凝土疏水材料,协同保障了桩体抗冻耐久性能与施工效率,形成了高寒高烈度区冻土桩基韧性提升技术体系。相关成果为高寒高烈度区冻土桩基承载退化理论的构建、状态感知-评价-预测一体化技术平台的建立及韧性提升技术的研发提供了核心理论支撑与技术保障。
- 单位名称:中铁二十局集团有限公司
单位贡献:中铁二十局集团有限公司作为项目的参与单位,主要参与了创新点1、3的研究工作,构建了冻土区桩基承载劣化理论,研发了低温高性能混凝土及其施工工艺,实现了桩基韧性提升技术应用与示范,项目成果在陕西、新疆、西藏等地区的冻土桩基工程中推广应用。
- 单位名称:延安大学
单位贡献:延安大学作为项目参加单位,主要参与创新点1、2的研究工作,结合桩基桩周土力学特性,探究了冻土桩基水热力场状态演化特征,提出了冻土区桩基监测方法,研发了桩基服役监测系统,实现了桩基状态精确感知及预测,为冻土区桩基工程提供理论支撑及技术保障。
- 单位名称:机械工业勘察设计研究院有限公司
单位贡献:机械工业勘察设计研究院有限公司作为项目参加单位,主要参与创新点2的研究工作,围绕冻土区桩基状态感知技术研发及桩基韧性提升技术应用与示范,发明了灌注桩成桩后分布式光纤后植入(安装)方法,项目成果在陕西、新疆、西藏等地的桩基工程中得到推广应用。
- 单位名称:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
单位贡献:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司作为项目参与单位,主要参与创新点1的研究工作。围绕冻土区桩基非线性地震动力响应特性研究,参与了部分研究方案的制定,协助完成了相关数据的整理及分析工作,为冻土区桩基动力响应特性的研究提供了基础性支撑。
- 单位名称:兰州交通大学
单位贡献:兰州交通大学作为项目参与单位,主要参与创新点1、2、3的研究工作。围绕地震作用下桩土体系损伤演化与承载性能评估研究,在理论攻关方面,负责地震动响应规律、桩-土相互作用计算模型及承载性能退化评价方法研究,为承载退化理论构建提供了核心支撑;在抗震技术研发方面,聚焦西部强震区工程需求,发明了内置抗冲击橡胶垫连接与剪力齿端部锚固等桩基抗震技术,有效提升了桩基抗震韧性。
- 单位名称:长安大学
单位贡献:长安大学作为项目参与单位,主要参与创新点2的研究工作。围绕冻土水热状态感知技术需求,参与研发了冻融过程中岩土体内部水分迁移的实时监测装置及方法,为冻土水热状态实时感知装备的研发提供了技术支撑;配合开展了冻土水热迁移规律研究及现场调研与数据整理工作,为冻土桩基服役状态监测与预测平台的建设提供了基础数据与野外调查支撑。相关成果为高寒高烈度区冻土桩基承载性能感知-评价-预测技术体系的构建提供了重要支撑。
- 单位名称:中铁二十局集团第四工程有限公司
单位贡献:中铁二十局集团第四工程有限公司作为项目参与单位,主要参与创新点2和3的研究工作,围绕冻融环境下混凝土耐久性提升、损伤预测及桩基韧性提升开展技术攻关。在抗冻融技术方面,参与研发了低温高性能混凝土材料;在损伤预测方面,研发了基于机器学习的冻融侵蚀损伤量化指标预测方法,建立了混凝土冻融损伤智能预测模型,实现了冻融-硫酸盐侵蚀下混凝土多项损伤指标的同步高精度预测。相关成果为项目桩体冻融损伤演化预测及高寒地区桩基工程韧性提升提供了关键技术支撑。
- 单位名称:西安市科学技术馆
单位贡献:西安市科学技术馆作为项目参与单位,主要参与创新点1的研究工作。参与土体力学性能研究及冻土桩基承载退化理论构建,配合项目现场调研与数据整理需求,组织协调了部分野外调查工作的实施与推进;依托科普平台优势,开展了高寒高烈度区冻土桩基承载退化理论相关成果的科普宣传与展示转化工作。在项目执行过程中,协助完成了部分组织协调工作,为项目顺利实施提供了保障。
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| 完成人合作关系说明: | 完成人合作关系说明:1
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