河北省交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與控制重點實驗室研究方向

河北省交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與控制重點實驗室1 ．載運工具與交通基礎設施的相互作用研究

內(nèi)容為汽車- 道路耦合非線性動力學，高速交通路基動載力學行為研究。

河北省交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與控制重點實驗室2 ．橋梁結(jié)構(gòu)力學行為控制與可靠性評價研究

內(nèi)容為橋梁結(jié)構(gòu)損傷機理和災變演化過程研究，橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測與可靠性評價理論與方法研究。

河北省交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與控制重點實驗室3 ．長大隧道圍巖穩(wěn)定性理論與控制

內(nèi)容為隧道圍巖穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)耐久性控制理論，隧道施工過程力學與安全控制技術(shù)。

河北省交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與控制重點實驗室4 ．應急工程結(jié)構(gòu)理論與技術(shù)

內(nèi)容為在突發(fā)事件中各類交通設施破壞機理研究、應急結(jié)構(gòu)的設計理論和搶險搶修技術(shù)研究，能快速生成、應急使用的大型工程結(jié)構(gòu)和工程設備的研究。

河北省交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與控制重點實驗室5 ．新型智能材料與結(jié)構(gòu)的力學行為

內(nèi)容為基于磁電材料的傳感和控制理論研究，磁電材料多場耦合的本構(gòu)關(guān)系，發(fā)展基于超聲波譜理論的材料性能測試方法，磁電梁、板、殼的變形和動力學行為, 層狀磁電材料中表面波和導波的傳播規(guī)律。

6 ．軌道交通基礎穩(wěn)定性與變形控制

內(nèi)容為高速鐵路、城市軌道交通基坑穩(wěn)定性與變形控制研究，軟土地基動力固結(jié)理論研究。

石家莊市北二環(huán)東路 15 號

石家莊鐵道大學

河北省交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與控制重點實驗室

簡 介

河北省交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與控制重點實驗室于2009 年8 月被科技部批準為省部共建國家重點實驗室培育基地，現(xiàn)任實驗室學術(shù)委員會主任劉人懷院士，實驗室主任楊紹普教授。

“ 十一五” 以來，實驗室堅持基礎研究與應用研究相結(jié)合，緊密圍繞學科前沿的科學問題及國民經(jīng)濟建設中急需解決的技術(shù)難題，提高科研總體水平，共主持承擔國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金重點項目、“863” 計劃、國家自然科學基金、國家交通戰(zhàn)備等國家級項目27 項，省部級項目62 項；獲得國家科技進步獎3 項，省部級獎勵21 項；在國內(nèi)外重要期刊發(fā)表論文160 余篇。代表性科研成果、項目有：

成果：青藏鐵路工程（2008 年度獲國家科技進步特等獎，參加，在50 個單位中排名13 ）；大型交通基礎設施健康監(jiān)測、安全評估與快速康復技術(shù)（2008 年度獲國家科技進步二等獎，主持）。項目：高速機車車輛系統(tǒng)非線性動力學與控制，國家杰出青年科學基金項目，經(jīng)費：200 萬元；高維載重車輛－道路耦合非線性系統(tǒng)動力學研究，國家自然科學基金重點項目，經(jīng)費：220 萬元。

實驗室現(xiàn)有固定工作人員46 名，其中博士生導師6 人，教授25 人，博士27 名、留學歸國博士8 名。

擁有國家杰出青年科學基金獲得者、燕趙學者、國家科技進步獎主持人、中國卓越研究獎獲得者、省管優(yōu)秀專家、國家和省突貢專家、國家科技進步二等獎以上和省（部）級一等獎（前3 名）等高層次人才共計19 人。

實驗用房總面積6800 余平方米，建設投資總額為4890 萬元；擁有試驗與檢測儀器設備2606 臺（套），儀器設備總值3836 萬元，其中50 萬元以上的儀器設備18 臺（套），價值2735 余萬元。

價值150 萬元以上設備主要有風洞洞體及附屬設備、液壓綜合試驗臺、電動油壓振動試驗臺、振動臺、電液伺服加載試驗系統(tǒng)、地質(zhì)超前預報系統(tǒng)、MTS 材料實驗系統(tǒng)、液壓伺服材料實驗機(MTS) 等。 2100433B

2009年9月，省部共建交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與系統(tǒng)安全國家重點實驗室開始籌建；

2010年2月，獲批省部共建國家重點實驗室培育基地；

2020年2月26日，中華人民共和國科學技術(shù)部、河北省人民政府批準省部共建交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與系統(tǒng)安全國家重點實驗室（石家莊鐵道大學）建設運行。

實驗室面向國家和區(qū)域交通運輸重大需求，致力于交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與系統(tǒng)安全的共性關(guān)鍵科學問題研究，為交通基礎設施建設與運營安全提供理論和技術(shù)支撐，成為京津冀和交通運輸行業(yè)科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)、學術(shù)交流的重要基地。主要研究方向包括：復雜環(huán)境下路基結(jié)構(gòu)服役行為與安全保障、橋梁力學行為與安全控制、隧道結(jié)構(gòu)力學行為與變形控制、車輛動力學與交通工程機械故障診斷。

實驗室面向國家“交通強國”、“一帶一路”建設和京津冀區(qū)域協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略需求，為交通基礎設施建設與運營安全提供理論和技術(shù)支撐。實驗室擁有優(yōu)越的科研條件和良好的學術(shù)氛圍，聚焦線路、橋梁、隧道、車輛的力學行為與系統(tǒng)安全開展研究。

省部共建交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與系統(tǒng)安全國家重點實驗室復雜環(huán)境下路基結(jié)構(gòu)服役行為與安全保障

從非飽和路基變形特性與浸水劣化機理、寒區(qū)高速交通路基結(jié)構(gòu)優(yōu)化與災變防控以及加筋土路基結(jié)構(gòu)行為演變與性能保持等方面開展深入研究。

揭示非飽和土體動力濕化演化機理，構(gòu)建熱-水-土-氣多相耦合模型，探求路基翻漿冒泥、不均勻沉降等病害產(chǎn)生規(guī)律，制定合理的病害治理方法，提出非飽和土地區(qū)路基沉降預測評估模型；針對多年凍土地區(qū)和季節(jié)性凍土地區(qū)路基的病害特征，創(chuàng)新路基結(jié)構(gòu)優(yōu)化與防護措施，探索抗凍脹、少維護、長壽命的層狀基床結(jié)構(gòu)填料性質(zhì)、剛度匹配、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與全壽命周期管理技術(shù)；探明服役期加筋土路基力學性能和位移特征發(fā)展演化規(guī)律，構(gòu)建控制加筋土路基服役性能劣化的技術(shù)體系，形成基于穩(wěn)定性和變形控制的加筋土路基設計計算理論和技術(shù)方法。

目標是構(gòu)建復雜環(huán)境下路基結(jié)構(gòu)行為演變與控制研究體系，提出基于服役期性能保持功能的路基結(jié)構(gòu)設計理論、加固技術(shù)和劣化控制技術(shù)，實現(xiàn)路基結(jié)構(gòu)的安全耐久。

省部共建交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與系統(tǒng)安全國家重點實驗室橋梁力學行為與安全控制

從多重因素耦合作用下橋梁結(jié)構(gòu)效應與安全風險理論、橋梁全壽命周期監(jiān)測與狀態(tài)評估以及橋梁施工裝備及快速修復理論等方面開展深入研究。

揭示環(huán)境與應力復雜耦合作用下橋梁全壽命性能演化規(guī)律，建立多尺度損毀特征參數(shù)和多指標綜合判釋的快速評估模型；提出監(jiān)測數(shù)據(jù)自動化與智能化處理方法及技術(shù)，形成支持多源、多模、異構(gòu)的橋梁運行狀態(tài)時空數(shù)據(jù)融合方法和基于檢/監(jiān)測數(shù)據(jù)驅(qū)動的橋梁全生命期性能演化規(guī)律與安全評估體系；研發(fā)先進可靠的橋梁提運架等大型工程建設用施工裝備、橋梁快速搶修（建）應急工程裝備，建立基于多尺度損毀特征參數(shù)的快速評估理論模型與快速評估系統(tǒng)，完善災后橋梁基礎設施的快速搶修（建）器材及技術(shù)儲備。

目標是從致因-風險-感知-控制等保障全鏈條入手，建立動態(tài)時空環(huán)境效應下橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)感知與現(xiàn)代養(yǎng)修的理論和技術(shù)體系，提升我國橋梁建設和運營安全的保障能力。

省部共建交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與系統(tǒng)安全國家重點實驗室隧道結(jié)構(gòu)力學行為與變形控制

從多場耦合條件下巖石靜、動態(tài)損傷機理及損傷模型構(gòu)建、軟弱圍巖隧道穩(wěn)定性理論以及軟弱圍巖隧道施工過程力學與變形控制技術(shù)等方面開展深入研究。

揭示多場耦合條件下巖石靜、動損傷的表征、累積和演化過程，建立巖石損傷模型及損傷積累與滲透率變化的耦合理論模型，掌握巖石損傷演化機理及規(guī)律；探究隧道圍巖預變形、掌子面圍巖擠出變形和洞周收斂變形與發(fā)展和施工過程的“時空效應”，基于變形協(xié)調(diào)突變理論及支護結(jié)構(gòu)極限承載分析結(jié)果，研究隧道體系空間極限位移、位移速度與形態(tài)分布；分析隧道圍巖與支護結(jié)構(gòu)體系相互作用以及高地應力、地下水對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響，完善軟弱圍巖、高地應力條件下隧道支護設計原理、方法以及隧道體系穩(wěn)定性評價方法。

目標是構(gòu)建隧道圍巖穩(wěn)定性控制理論和隧道施工過程力學與安全控制技術(shù)體系，為隧道工程的優(yōu)化設計、災害防控提供理論支撐，提升我國隧道工程的建設理論與技術(shù)水平。

省部共建交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與系統(tǒng)安全國家重點實驗室車輛動力學與交通工程機械故障診斷

從車輛-道路相互作用系統(tǒng)動力學、高速機車車輛非線性動力學及交通工程機械故障診斷等方面開展深入研究。

考慮高維、時變、剛?cè)嵯嗷プ饔玫忍匦园l(fā)展車輛-道路相互作用動力學理論，提出磁流變作動器雙曲滯后非線性模型，開發(fā)剛?cè)嵯嗷プ饔孟到y(tǒng)振動分析方法，研究車輛與交通工程結(jié)構(gòu)動力學響應規(guī)律，揭示系統(tǒng)模態(tài)截斷收斂機理，構(gòu)建集建模、分析、仿真、試驗于一體的車-路相互作用研究框架；拓展非光滑滯后非線性系統(tǒng)動力學分析與參數(shù)優(yōu)化方法，分析機車走行部穩(wěn)定性與非線性動力學行為，提出結(jié)合微觀力學機理與宏觀動力學表征的服役性能演化機理研究新思路，揭示機車車輛關(guān)鍵運動部件服役性能演化機理與規(guī)律，研制專用智能復合傳感器，構(gòu)建走行部服役性能檢測體系；發(fā)展大型施工機械動力學狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷理論，建立施工工藝驅(qū)動的三維安全分析體系，發(fā)展盲源信號分離及早期微弱故障信號傳感檢測技術(shù)，提出強背景噪聲下的故障信號特征提取及分類模式識別方法，開發(fā)大型交通施工機械實時安全監(jiān)測與預警云平臺。

目標是構(gòu)建一套較為完整的車輛與交通工程機械動力學與故障診斷技術(shù)體系，提高車輛運行的安全性和平穩(wěn)性，減小車輛對線路和橋梁的動荷載，為保障交通工程結(jié)構(gòu)施工與運營的系統(tǒng)安全提供理論與技術(shù)支撐。

實驗室建設與運行目標是，立足國內(nèi)，面向世界，貫徹“創(chuàng)新、務實、開放、協(xié)作”的運行管理方針，充分發(fā)揮實驗室學術(shù)委員會的指導、監(jiān)督作用，最大限度地合理利用（開放）實驗室的儀器設備資源，圍繞河北省發(fā)展的戰(zhàn)略布局和區(qū)域特色開展交通工程結(jié)構(gòu)力學行為與系統(tǒng)安全方面的應用基礎研究，將實驗室建設成為在國內(nèi)具有一流水平、在國際上具有一定影響的科學研究和人才培養(yǎng)基地，促進河北省經(jīng)濟社會發(fā)展。