建筑新能源與節(jié)能福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

一.建筑新能源與節(jié)能福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室概述

建筑新能源與節(jié)能福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托福建工程學(xué)院生態(tài)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院,于2017年經(jīng)福建省教育廳批準(zhǔn)建立的省級(jí)高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。本重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和氣候環(huán)境特點(diǎn)，在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)和學(xué)科優(yōu)勢(shì)，跟蹤國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)，凝練三大研究方向，主要針對(duì)夏熱冬暖、高溫高濕地區(qū)的氣候特點(diǎn)，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室圍繞多孔介質(zhì)超絕熱清潔高效燃燒機(jī)理，太陽(yáng)能及淺層地?zé)豳Y源高效轉(zhuǎn)換和熱濕環(huán)境與空氣品質(zhì)調(diào)控等方面的理論及技術(shù)研究方向開(kāi)展工作。本重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有研究人員27人，其中教授6人、副教授8人，研究生導(dǎo)師7人，其中具有博士學(xué)位13人，具有碩士學(xué)位以上人員占85.2%。

建筑新能源與節(jié)能福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室爭(zhēng)取經(jīng)過(guò)2年的建設(shè)，形成在福建省建筑新能源利用和建筑節(jié)能研究領(lǐng)域具有創(chuàng)新特色、研究方向布局合理、組織構(gòu)架有效運(yùn)行的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室機(jī)制。通過(guò)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上爭(zhēng)取2年內(nèi)將建筑新能源與節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建成省內(nèi)領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)一流省級(jí)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。

二.建筑新能源與節(jié)能福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任簡(jiǎn)介

侯根富，男，教授，碩士生導(dǎo)師。現(xiàn)任福建工程學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)，建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專(zhuān)業(yè)學(xué)科帶頭人，《福建工程學(xué)院學(xué)報(bào)》編委，福建工程學(xué)院燃?xì)馀c節(jié)能技術(shù)研究所所長(zhǎng)。先后在哈爾濱工業(yè)大學(xué)、福建工程學(xué)院等單位工作，任教研室主任，實(shí)驗(yàn)室主任，系主任助理，系副主任，教務(wù)處處長(zhǎng)等職務(wù)。先后到芬蘭赫爾辛基工業(yè)大學(xué)，美國(guó)邁阿密大學(xué)進(jìn)行為期1年的訪(fǎng)問(wèn)學(xué)習(xí)。

主要從事多孔介質(zhì)高效低污染燃燒，燃?xì)廨斉洌到y(tǒng)節(jié)能等研究工作。主持參與國(guó)家自然科學(xué)基金，福建省科技重大專(zhuān)題、福建省自然科學(xué)基金10余項(xiàng)，在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和會(huì)議上發(fā)表論文30余篇，其中被EI、ISTP等收錄10篇，獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利13項(xiàng)，出版教材與設(shè)計(jì)手冊(cè)三部。

現(xiàn)兼任福建省土木建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)分會(huì)學(xué)術(shù)委員副主任，常務(wù)理事；福建省土木建筑學(xué)會(huì)熱能動(dòng)力分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)，常務(wù)理事；建設(shè)部節(jié)能減排專(zhuān)家聯(lián)盟第一屆委員；中國(guó)燃?xì)鈱W(xué)會(huì)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)委員、輸配專(zhuān)業(yè)委員；《燃燒科學(xué)與技術(shù)》雜志特約審稿人；《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志理事；福建省經(jīng)貿(mào)委省級(jí)工商發(fā)展資金項(xiàng)目評(píng)審專(zhuān)家，福州市科技專(zhuān)家等。

2016年，獲福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

三.建筑新能源與節(jié)能福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要研究方向及內(nèi)容

針重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室圍繞多孔介質(zhì)超絕熱清潔高效燃燒機(jī)理，太陽(yáng)能及淺層地?zé)豳Y源高效轉(zhuǎn)換和熱濕環(huán)境與空氣品質(zhì)調(diào)控三個(gè)研究方向，明確相關(guān)研究?jī)?nèi)容。

研究方向1：多孔介質(zhì)超絕熱清潔高效燃燒機(jī)理

本方向研究多孔介質(zhì)高效清潔燃燒影響規(guī)律，探索實(shí)現(xiàn)超絕熱燃燒的技術(shù)途徑，掌握不同類(lèi)型可燃?xì)怏w多孔燃燒過(guò)程及其關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢氣清潔燃燒與余熱回收利用，達(dá)到降污與回收余熱多重效益。主要研究?jī)?nèi)容包括：

（1）多孔介質(zhì)清潔燃燒熱工參數(shù)測(cè)量與反演

根據(jù)多孔介質(zhì)清潔燃燒內(nèi)部多場(chǎng)耦合熱質(zhì)信息傳遞原理，采用輻射熱流計(jì)、熱電偶和層析成像等多種測(cè)量方法，結(jié)合數(shù)據(jù)反演與分析技術(shù)，獲得多孔介質(zhì)溫度、壓力和濃度場(chǎng)信息，為改善優(yōu)化多孔介質(zhì)清潔燃燒方法提供參考依據(jù)。

（2）多孔介質(zhì)高效燃燒影響機(jī)理與調(diào)控方法

在掌握多孔介質(zhì)清潔燃燒內(nèi)部熱信息場(chǎng)的基礎(chǔ)上，探索燃料成分、空氣混合比、火焰特性、多孔介質(zhì)材質(zhì)與微觀連通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等因素對(duì)多孔介質(zhì)高效燃燒的影響規(guī)律，掌握多孔介質(zhì)的清潔燃燒的調(diào)控方法。

（3）多孔介質(zhì)超絕熱燃燒技術(shù)途徑與方法

針對(duì)不同的燃料成分，通過(guò)空氣配比、燃燒方法、多孔介質(zhì)多尺寸設(shè)計(jì)、混合氣體高效預(yù)熱等多學(xué)科與技術(shù)交叉，實(shí)現(xiàn)低成本高性能多孔介質(zhì)超絕熱燃燒，掌握其中的關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備。

研究方向2：太陽(yáng)能及淺層地?zé)豳Y源高效轉(zhuǎn)換

主要研究建筑太陽(yáng)能高效利用和淺層地?zé)釤岜眉夹g(shù)，探索太陽(yáng)能非跟蹤聚光與窗戶(hù)遮陽(yáng)方法、多模式熱泵節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能和淺層地?zé)豳Y源高效利用。主要研究?jī)?nèi)容包括：

（1）建筑太陽(yáng)能非跟蹤聚光高效轉(zhuǎn)換技術(shù)研究

針對(duì)建筑太陽(yáng)能動(dòng)態(tài)入射傳輸特性，結(jié)合幾何光學(xué)原理，掌握微跟蹤與非跟蹤太陽(yáng)能高效聚集方法，獲得在建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)上具有高效實(shí)用的聚集器，為建筑太陽(yáng)能光熱\光電高效轉(zhuǎn)換利用提供技術(shù)支持。

（2）建筑窗戶(hù)微結(jié)構(gòu)高效遮陽(yáng)關(guān)鍵技術(shù)研究

針對(duì)建筑窗戶(hù)太陽(yáng)能入射角度變化特性，根據(jù)低輻射玻璃的多光譜熱輻射傳輸原理，結(jié)合建筑能耗季節(jié)特性，掌握窗戶(hù)高效遮陽(yáng)與采光方法，開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品，為降低建筑能耗提供理論依據(jù)。

（3）多模式淺層地水源熱泵強(qiáng)化能量傳遞機(jī)理研究

結(jié)合熱工測(cè)試、建筑節(jié)能理論、污垢預(yù)測(cè)模型等方法對(duì)閩江入?？诹饔蛩礋岜孟到y(tǒng)中由于水質(zhì)影響引起的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究以及理論分析。主要研究?jī)?nèi)容包括：根據(jù)閩江入?？诹饔蚋艣r以及特點(diǎn)，分析發(fā)展江水源熱泵的系統(tǒng)應(yīng)用形式，通過(guò)江水源熱泵系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的比較，對(duì)其能效以及一次能源利用率進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)江水源熱泵系統(tǒng)的環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià)分析同時(shí)得出發(fā)展江水源熱泵需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。分析江水源熱泵換熱污垢的成因及特性，對(duì)不同水質(zhì)條件（含沙量、濁度等）下的江水在不同流速下?lián)Q熱器污垢的生長(zhǎng)過(guò)程及規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)提出咸淡混合水質(zhì)換熱器污垢預(yù)測(cè)模型，并加以驗(yàn)證。閩江入?？诹饔颍ǖ拖趟粎R區(qū)）水質(zhì)、水溫情況，及其對(duì)熱泵換熱器結(jié)垢的作用機(jī)理研究。

研究方向3：熱濕環(huán)境與空氣品質(zhì)調(diào)控

主要研究室內(nèi)空調(diào)末端多模式熱傳遞過(guò)程優(yōu)化與溫濕獨(dú)立調(diào)控技術(shù)，探索高濕高溫地區(qū)溫濕獨(dú)立調(diào)控機(jī)制，掌握室內(nèi)熱濕環(huán)境和空氣品質(zhì)調(diào)控方法與途徑，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)熱濕環(huán)境高效調(diào)控。

（1）室內(nèi)外熱濕環(huán)境耦合熱過(guò)程節(jié)能技術(shù)研究

室內(nèi)熱濕環(huán)境控制與改善技術(shù)主要針對(duì)建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境被動(dòng)及主動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究。室內(nèi)空氣品質(zhì)控制針對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)控制的研究和開(kāi)發(fā)，包括室內(nèi)CO2氣體資源化技術(shù)、控制室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)化合物污染源技術(shù)、室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)污染物治理技術(shù)以及與室內(nèi)空氣品質(zhì)相關(guān)疾病的快速診斷技術(shù)等。

（2）高溫高濕地區(qū)蒸發(fā)冷卻熱流體科學(xué)技術(shù)研究

針對(duì)福建氣候區(qū)高溫高濕特點(diǎn)，研究能源塔熱泵系統(tǒng)在福州地區(qū)運(yùn)行的傳熱傳質(zhì)規(guī)律，構(gòu)建高溫高濕地區(qū)能源塔傳熱傳質(zhì)模型，分析能源塔傳熱傳質(zhì)特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)室建立能源塔熱泵系統(tǒng)，測(cè)試運(yùn)行規(guī)律。

（3）高溫高濕地區(qū)溫濕度獨(dú)立調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究

針對(duì)福建氣候區(qū)夏季高溫高濕特點(diǎn)，建立溫濕度獨(dú)立控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究毛細(xì)管冷輻射調(diào)節(jié)室內(nèi)熱負(fù)荷和新風(fēng)冷卻除濕調(diào)節(jié)室內(nèi)濕負(fù)荷的運(yùn)行規(guī)律，建立高溫高濕地區(qū)溫濕度獨(dú)立控制的運(yùn)行機(jī)制模型，室內(nèi)露點(diǎn)溫度調(diào)控方法與結(jié)露的控制策略。

四.建筑新能源與節(jié)能福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已取得的主要研究成果

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)系列科研項(xiàng)目研究，近幾年來(lái)，在太陽(yáng)能聚集與高效熱轉(zhuǎn)換、淺層地?zé)豳Y源與空氣源高效熱泵能量傳遞等建筑新能源以及室內(nèi)外熱濕環(huán)境耦合熱過(guò)程節(jié)能技術(shù)，建筑給排水流體輸運(yùn)節(jié)能技術(shù)等建筑節(jié)能領(lǐng)域達(dá)到省內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)內(nèi)一流的技術(shù)水平。在科研項(xiàng)目、論文專(zhuān)利、產(chǎn)學(xué)研合作等方面取得了豐碩成果，其中中央財(cái)政支持地方高校建設(shè)項(xiàng)目、省部級(jí)重大、重點(diǎn)和橫向項(xiàng)目20余項(xiàng)，累積科研經(jīng)費(fèi)750余萬(wàn)元。發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇。獲得授權(quán)專(zhuān)利40余項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利15項(xiàng)，這些成果為后續(xù)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)打下了良好的研究基礎(chǔ)。另外，與福建建筑科學(xué)研究院、福建省建筑設(shè)計(jì)研究院、中建海峽股份有限公司、澳藍(lán)（福建）實(shí)業(yè)有限公司等10余家企業(yè)簽訂了產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議，為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與大中型企業(yè)共生互動(dòng)的產(chǎn)學(xué)研有效結(jié)合打下堅(jiān)定基礎(chǔ)。

五.建筑新能源與節(jié)能福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在研的主要項(xiàng)目

重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室圍繞多孔介質(zhì)超絕熱清潔高效燃燒機(jī)理，太陽(yáng)能及淺層地?zé)豳Y源高效轉(zhuǎn)換和熱濕環(huán)境與空氣品質(zhì)調(diào)控三個(gè)研究方向。

自2010年對(duì)外開(kāi)放以來(lái)，設(shè)計(jì)了多項(xiàng)開(kāi)放課題，吸引了國(guó)內(nèi)外同行來(lái)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展研究和交流。2011年收到開(kāi)放課題申請(qǐng)書(shū)20余份，確定重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新型研究團(tuán)隊(duì)課題5項(xiàng)，一般性開(kāi)放課題5項(xiàng)個(gè)，課題經(jīng)費(fèi)90萬(wàn)元。

一、地下工程福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室概述

地下工程福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于2015年獲批組建，依托福建工程學(xué)院，現(xiàn)有專(zhuān)職人員四十余人，其中教授 4 人、博士19 人，實(shí)驗(yàn)室主任為韋建剛教授。地下工程福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室圍繞地方地下工程建設(shè)行業(yè)發(fā)展中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)問(wèn)題開(kāi)展應(yīng)用基礎(chǔ)研究，包括巖土極限分析非線(xiàn)性、多場(chǎng)耦合凍脹理論及本構(gòu)模型、地下結(jié)構(gòu)與環(huán)境相互作用等基礎(chǔ)理論；復(fù)合地層隧道設(shè)計(jì)與施工、軟土富水地層深大基坑設(shè)計(jì)與施工、城市地下綜合管廊非開(kāi)挖、沿海飽和軟土地基處理加固等新技術(shù)；地下工程施工安全評(píng)估與控制、全壽命周期安全管理信息化、災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)檢測(cè)監(jiān)測(cè)、地下水致災(zāi)機(jī)理與控制等方法。近五年實(shí)驗(yàn)室主持了7項(xiàng)國(guó)家級(jí)應(yīng)用基礎(chǔ)研究科研項(xiàng)目和12項(xiàng)省部級(jí)應(yīng)用基礎(chǔ)研究科研項(xiàng)目，獲省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)勵(lì)4項(xiàng)、授權(quán)專(zhuān)利21項(xiàng)。

二、地下工程福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任簡(jiǎn)介

韋建剛：1971年3月出生，教授，工學(xué)博士，研究員，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任福建工程學(xué)院副校長(zhǎng)。1994年上海交通大學(xué)工業(yè)與民用建筑專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)，2002年、2007年獲得福州大學(xué)結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)業(yè)碩士、博士學(xué)位，2011年同濟(jì)大學(xué)土木工程博士后流動(dòng)站出站。兼任中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)中外合作辦學(xué)分會(huì)理事，福建省教育國(guó)際交流協(xié)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)，福建省閩臺(tái)交流協(xié)會(huì)理事，中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)橋梁與結(jié)構(gòu)分會(huì)理事，中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)分會(huì)理事，國(guó)際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)（IABSE）會(huì)員，中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)風(fēng)工程委員會(huì)委員。共主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目2項(xiàng)，省科技重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，作為主要研究人員（排名第二），參與并完成了2項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金、5項(xiàng)省部級(jí)重大或重點(diǎn)項(xiàng)目以及多項(xiàng)重大橫向課題的研究工作。近年來(lái)出版專(zhuān)著2部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇（其中SCI/EI收錄近20篇）；獲得發(fā)明專(zhuān)利9項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利7項(xiàng)。完成的研究成果獲得省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)；二等獎(jiǎng)5項(xiàng)；三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。2007年獲得福建省第十四屆運(yùn)盛青年科技獎(jiǎng)表彰；2008年獲福建省第九屆青年科技獎(jiǎng)表彰。

三、地下工程福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要研究方向及內(nèi)容

1.地下工程計(jì)算力學(xué)基礎(chǔ)理論

（1）巖土極限分析非線(xiàn)性理論

以切線(xiàn)方程代替非線(xiàn)性破壞準(zhǔn)則，建立機(jī)動(dòng)容許速度場(chǎng)和相應(yīng)的破壞機(jī)制，同時(shí)構(gòu)造應(yīng)力容許靜力平衡應(yīng)力場(chǎng)和相應(yīng)的破壞機(jī)制，確定最小能量耗散以及巖土結(jié)構(gòu)物承載力或穩(wěn)定性的下限解，提出巖土極限分析非線(xiàn)性上限定理和非線(xiàn)性下限定理。基于極限分析非線(xiàn)性理論，建立邊坡穩(wěn)定性、擋土墻土壓力、路基承載力、隧道穩(wěn)定性等巖土結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性能量耗散計(jì)算方法，為極限分析非線(xiàn)性理論的應(yīng)用提供可靠的理論基礎(chǔ)。

（2）多場(chǎng)耦合凍脹理論及本構(gòu)模型

基于非線(xiàn)性多物理場(chǎng)耦合模型理論和凍土材料試驗(yàn)特性，分析凍土應(yīng)力應(yīng)變特性，構(gòu)建凍土本構(gòu)模型以及凍結(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性有限元模型和計(jì)算參數(shù)；通過(guò)凍結(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)多場(chǎng)耦合分析和試驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證，探明凍土帷幕溫度場(chǎng)性狀及其與圍護(hù)結(jié)構(gòu)相互作用機(jī)理，分析凍脹卸荷作用土層分步開(kāi)挖全過(guò)程多場(chǎng)耦合效應(yīng)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)荷載-變形關(guān)系曲線(xiàn)特征，提出凍結(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)失效極限狀態(tài)評(píng)價(jià)和預(yù)控機(jī)制以及優(yōu)化計(jì)算方法，為凍結(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用和設(shè)計(jì)提供參考。

（3）地下結(jié)構(gòu)與環(huán)境相互作用理論

隨著城市高層建筑、地下空間開(kāi)發(fā)等新項(xiàng)目的投入建設(shè)，使得很多新建地下結(jié)構(gòu)在已建結(jié)構(gòu)物附近，且近距離穿越已建結(jié)構(gòu)物的現(xiàn)象明顯增多。新建地下結(jié)構(gòu)施工引起的地層變形會(huì)危及鄰近已建結(jié)構(gòu)物的安全，引起一系列的環(huán)境巖土問(wèn)題，因此地下結(jié)構(gòu)-土體-鄰近結(jié)構(gòu)物的相互作用、土-地下結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性動(dòng)力相互作用等將是主要研究方向。

2.地下工程設(shè)計(jì)方法與施工新技術(shù)

本研究方向主要包括以下四個(gè)方面主要研究?jī)?nèi)容：

（1）復(fù)合地層隧道設(shè)計(jì)與施工新技術(shù)

復(fù)合地層是指在開(kāi)挖斷面范圍內(nèi)和隧道軸線(xiàn)方向上，地層由巖土力學(xué)、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等特征相差較大的兩種或兩種以上的巖（土）層組成。結(jié)合福建地區(qū)復(fù)合地層中盾構(gòu)工法面臨的問(wèn)題，將開(kāi)展以下研究工作：復(fù)合地層中盾構(gòu)開(kāi)挖模式研究、復(fù)合地層中盾構(gòu)機(jī)最優(yōu)刀具組合以及刀盤(pán)開(kāi)口率的確定、新型施工輔助設(shè)備的研制和以及施工參數(shù)的確定等。

（2）軟土富水地層深大基坑設(shè)計(jì)與施工新技術(shù)

地下空間的開(kāi)發(fā)利用和高層建筑的興建過(guò)程中出現(xiàn)了大量的深大基坑，這種趨勢(shì)對(duì)基坑的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)提出了更高的要求。雖然近年來(lái)基坑設(shè)計(jì)理論不斷改進(jìn)，施工工藝不斷完善，但深基坑工程仍很不成熟，尤其地處軟土富水地層的基坑設(shè)計(jì)與施工多采用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)法，可能造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，因此軟土富水地層中深大基坑工程設(shè)計(jì)理論與施工技術(shù)有待進(jìn)一步深入研究。

（3）城市地下綜合管廊非開(kāi)挖技術(shù)

城市綜合管廊（共同溝）是指將各類(lèi)城市工程管線(xiàn)集中容納于一體，并留有供檢修人員行走通道的隧道結(jié)構(gòu)。共同溝是集約化建設(shè)管線(xiàn)的方式，代表著發(fā)展趨勢(shì)，充分建立人與自然和諧的生態(tài)環(huán)境。依據(jù)我國(guó)城市的具體實(shí)際情況，綜合考慮各方面的因素，制訂共同溝的設(shè)計(jì)、施工、圖式規(guī)范，才能合理、高效地促進(jìn)城市化的進(jìn)程。非開(kāi)挖技術(shù)該技術(shù)屬于土木建筑科學(xué)技術(shù)地下工程領(lǐng)域，目前研究尚不深入。

（4）沿海飽和軟土地基處理加固新技術(shù)

軟土地基的處理質(zhì)量是保證建筑物安全、高效運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵,也直接影響到地基的基礎(chǔ)承載力。近年來(lái)，隨著沿海建筑業(yè)的迅速發(fā)展，由此遇見(jiàn)軟土地基的工程越來(lái)越多，推動(dòng)著傳統(tǒng)的地基處理技術(shù)的發(fā)展，新的地基處理技術(shù)不斷涌現(xiàn)。如何選取恰當(dāng)合理的地基處理方法，對(duì)加快基本建設(shè)速度、節(jié)約工程成本都具有重大的意義。

3.地下工程安全控制理論與方法

本研究方向主要包括以下四個(gè)方面主要研究?jī)?nèi)容：

（1）地下工程施工安全評(píng)估與控制理論

地下工程現(xiàn)有的安全風(fēng)險(xiǎn)管理規(guī)范具有可操作性不強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)管理體系不健全、風(fēng)險(xiǎn)管理量化水平低、與地下工程施工技術(shù)結(jié)合不緊密等缺陷，需要通過(guò)深入研究進(jìn)一步完善該技術(shù)體系和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）地下工程全壽命周期安全管理信息化技術(shù)

地下工程安全風(fēng)險(xiǎn)管理，是當(dāng)前地下工程科技界研究的熱點(diǎn)，也是國(guó)家行業(yè)主管部門(mén)推行的一項(xiàng)重要舉措，但成效不是特別理想，一方面與當(dāng)前規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的不健全有關(guān)，另一方面缺乏應(yīng)用性強(qiáng)的風(fēng)險(xiǎn)管理信息平臺(tái)，因此，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理的數(shù)字化水平，能顯著提高風(fēng)險(xiǎn)管理的普及程度和推廣應(yīng)用水平。

（3）地下工程災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、檢測(cè)監(jiān)測(cè)新技術(shù)

眾多施工實(shí)踐表明，由于我國(guó)地質(zhì)條件復(fù)雜、目前勘察精度所限或其他原因，相當(dāng)部分地下工程的設(shè)計(jì)與實(shí)際地質(zhì)不符或嚴(yán)重不符，因而在地下工程施工中頻繁出現(xiàn)各種地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題，諸如塌方、突水突泥、大變形等越來(lái)越突出，不但嚴(yán)重影響工程進(jìn)展，增加工程造價(jià)，有的甚至導(dǎo)致整個(gè)工程的失敗。為了避免或者減少這些問(wèn)題的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)地下工程快速、安全施工，通過(guò)綜合物探技術(shù)開(kāi)展不良地質(zhì)條件下地下工程地質(zhì)災(zāi)害綜合預(yù)報(bào)、檢測(cè)及智能化、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)，包括物探手段對(duì)目標(biāo)體的適應(yīng)性技術(shù)、圖像成果分析解譯技術(shù)、預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)建立及預(yù)警等關(guān)鍵技術(shù)的研究，具有重要意義。

（4）地下工程地下水致災(zāi)機(jī)理與控制方法

由于受建設(shè)期間工期緊迫、施工工藝缺陷、施工措施不當(dāng)和運(yùn)營(yíng)期間材料耐久性、地下水環(huán)境改變等諸多因素的影響，地下工程中由于地下水導(dǎo)致的工程隱患和災(zāi)害越來(lái)越多，怎樣預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)地下水的空間分布，探究不同類(lèi)型不同階段地下水的致災(zāi)機(jī)理，在此基礎(chǔ)上研究控制災(zāi)害的新材料與新方法，形成系統(tǒng)技術(shù)，是我國(guó)地下工程界亟待解決的技術(shù)難題。

四、地下工程福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已取得的主要研究成果

（1）獲獎(jiǎng)情況：《水軟弱地層淺埋暗挖大斷面城市隧道安全施工關(guān)鍵技術(shù)》獲得2016年度福建省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；《地基承載力的非線(xiàn)性能量耗散計(jì)算理論》獲得2016年度福建省自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)；《復(fù)雜地質(zhì)條件高風(fēng)險(xiǎn)特長(zhǎng)超大斷面隧道安全施工及災(zāi)害預(yù)警關(guān)鍵技術(shù) 》獲得2017年度福建省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)；《復(fù)雜環(huán)境條件下高鐵大傾斜裸巖深水橋墩施工關(guān)鍵技術(shù)研究》獲得2017年度福建省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。

（2）發(fā)表論文情況：發(fā)表論文50多篇，其中SCI、EI、ISTP等收錄20多篇。

（3）獲得授權(quán)專(zhuān)利：國(guó)家授權(quán)專(zhuān)利21項(xiàng)。

（4）研究成果應(yīng)用：富水軟弱地層淺埋暗挖大斷面城市隧道H型空間止水與超前加固技術(shù)、下穿鐵路超淺埋暗挖隧道長(zhǎng)管幕施工方法、隧道已初支段間隔擴(kuò)挖管棚工作室方法等技術(shù)成果，在武廣高速鐵路瀏陽(yáng)河隧道、金沙洲隧道，溫福鐵路青岙隧道，廈門(mén)杏林市政道路下穿鐵路隧道工程等重要地下工程施工中得到推廣應(yīng)用，有效杜絕災(zāi)害性事故發(fā)生，顯著提升了隧道施工安全及創(chuàng)新水平。技術(shù)的應(yīng)用新增產(chǎn)值約1.575億元，新增利稅1071萬(wàn)元，節(jié)支總額達(dá)9940萬(wàn)元，產(chǎn)生顯著的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益。

濱海富水地層地鐵隧道人工凍結(jié)法關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)在福州地鐵1、2號(hào)線(xiàn)、廣州、寧波等其它濱海城市凍結(jié)聯(lián)絡(luò)通道、盾構(gòu)進(jìn)出洞門(mén)凍結(jié)加固工程中得到應(yīng)用。其中福州地鐵2號(hào)線(xiàn)總共28個(gè)聯(lián)絡(luò)通道，有27個(gè)聯(lián)絡(luò)通道采用凍結(jié)法加固，可以看出隨著未來(lái)城市地下空間大力開(kāi)發(fā)建設(shè)，凍結(jié)工法將在市政工程領(lǐng)域，特別是濱海軟弱地層中得到廣泛應(yīng)用。

五、地下工程福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擬開(kāi)展的主要研究工作

（1）復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境條件長(zhǎng)大隧道安全施工關(guān)鍵技術(shù)

以在建的莆炎高速公路長(zhǎng)大隧道工程等為依托，提出一套完整、具有理論指導(dǎo)、適用性廣的長(zhǎng)大隧道機(jī)械化配套技術(shù)體系，形成快速施工作業(yè)線(xiàn)；提出基于實(shí)際巖性特點(diǎn)的聚能水壓光面爆破技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)隧道綠色節(jié)能爆破施工；對(duì)圍巖隧道狀態(tài)進(jìn)行智能化監(jiān)測(cè)及分級(jí)預(yù)警管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程風(fēng)險(xiǎn)的全過(guò)程管控。

（2）地鐵長(zhǎng)聯(lián)絡(luò)通道雙側(cè)凍結(jié)模式溫度場(chǎng)發(fā)展規(guī)律及凍結(jié)方案優(yōu)化

建立凍土導(dǎo)熱系數(shù)反分析數(shù)學(xué)模型，獲取濱海主要地層熱物理性能參數(shù)；開(kāi)展濱海地層原位凍結(jié)模型試驗(yàn)，獲得雙側(cè)凍結(jié)模式下凍結(jié)溫度場(chǎng)發(fā)展規(guī)律；進(jìn)行不同凍結(jié)方案凍結(jié)效果分析，比選出濱海地層長(zhǎng)聯(lián)絡(luò)通道的最優(yōu)凍結(jié)設(shè)計(jì)方案。

（3）軟弱富水地層地鐵基坑被動(dòng)區(qū)加固關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)

利用模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，獲得被動(dòng)區(qū)加固后支護(hù)結(jié)構(gòu)上土壓力時(shí)空分布規(guī)律；通過(guò)大型剪切試驗(yàn)，探索土、加固體、支護(hù)結(jié)構(gòu)接觸面的強(qiáng)度與變形特性，建立接觸面的剪切損傷本構(gòu)模型；將本構(gòu)模型植入基坑三維數(shù)值模型，深入分析被動(dòng)區(qū)加固后土壓力的影響因素，構(gòu)建考慮軟土、加固體、支護(hù)結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性共同作用的土壓力計(jì)算模型。 2100433B

實(shí)驗(yàn)室的總體目標(biāo)是以建筑新能源與建筑節(jié)能為中心，以“淺層地能利用過(guò)程的巖土體熱交換機(jī)制”、“工業(yè)廢渣資源化及綠色建材制備原理”、“綠色建筑優(yōu)化理論與方法”為重點(diǎn)研究方向，面向自治區(qū)重大戰(zhàn)略需求，開(kāi)發(fā)發(fā)展包括可再生能源在內(nèi)的各種新能源。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究為主，積極承擔(dān)國(guó)家和自治區(qū)重大基礎(chǔ)研究以及新能源開(kāi)發(fā)和節(jié)能減排戰(zhàn)略過(guò)程中關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的研究任務(wù)，解決建筑新能源與建筑節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用過(guò)程中的共性科學(xué)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室致力于構(gòu)建具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的開(kāi)放性研究平臺(tái)，打造在國(guó)內(nèi)具有學(xué)術(shù)影響力的研究團(tuán)隊(duì)，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為區(qū)內(nèi)建筑新能源與節(jié)能領(lǐng)域高級(jí)人才培養(yǎng)基地。實(shí)驗(yàn)室成立以來(lái)，先后制定了實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金申請(qǐng)辦法，實(shí)驗(yàn)室科研經(jīng)費(fèi)管理辦法等規(guī)章制度，吸引國(guó)內(nèi)外的研究人員圍繞實(shí)驗(yàn)室的重點(diǎn)研究領(lǐng)域開(kāi)展就研究，實(shí)現(xiàn)了研究項(xiàng)目的對(duì)外開(kāi)放。