(2018年度高等学校科学研究优秀成果奖(科技进步奖)一等奖) 成果简介： 随着国民经济的快速发展，我国进行了世界上最大规模的土木工程建设，其 中钢一混凝土组合结构在高层、大跨、重载结构中得到广泛应用，发展钢一混凝 土组合结构是结构工程领域未来发展的重要趋势。但传统的钢管混凝土和型钢混 凝土结构存在节点复杂、施工困难、高强钢材和高强混凝土难以应用等问题；除 此之外，传统的钢管混凝土构件耐火极限偏低，防火成本高，传统的型钢混凝土 构件存在抗震性能不足等问题；这些长期无法解决的问题阻碍了钢管混凝土和型 钢混凝土结构在工程中的进一步广泛应用。 针对这些问题，项目组在国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划等 项目的资助下，历时15年，通过大量模型试验、理论研究、数值模拟、设计理 论与方法研究以及工程实践，取得了系统的技术成果，形成了钢管约束混凝土结 构技术。项目的主要创新性技术内容如下： 创建了钢管约束混凝土结构体系，解决了传统的钢管混凝土和型钢混凝土结 构节点复杂等系列技术难题。 建立了钢管约束混凝土构件的静力与抗震性能分析理论及方法，提出了构件 设计技术。 建立了钢管约束混凝土构件的受火分析理论与方法，提出了构件抗火设计技 术。 建立了钢管约束混凝土结构梁柱节点的静力与抗震性能分析理论及方法，提 出了节点设计技术。 建立了高层、复杂钢管约束混凝土结构体系的弾塑性有限元高效分析方法，提出了结构体系抗震设计技术。

随着我国国民经济和社会的快速发展，国家对基础设施建设投资力度的加大，我国工程机械行业迎来了前所未有的发展机遇。据统计，2007年，中国工程机械行业实现主营业务销售收入2223.2亿元，同比增长37.17%；实现利润总额198.26亿元，同比增长67.73%。预计2008年我国工程机械总额可达2900亿元~3000亿元。然而，很多企业在忙于生产的同时，忽略了新产品的研发，特别是一些规模较小的企业，由于缺乏技术人员，模仿的多，创新的少，最终导致一直跟在别人的后面。另外，随着经济和社会的发展，对工程机械的要求趋于多样化、个性化。目前市场上主流产品是挖掘机、装载机、起重机、推土机等。但经济和社会的发展对工程机械的功能提出了新的要求。例如，汶川地震发生后，急需寻找生命的探测机械、抢救生命的救生机械和加大抢救力度的路面修复机械等等。像这样具有新功能的工程机械，目前国内研发的还很少。此外，面对国外工程机械产品的激烈竞争，我国在对国外产品消化吸收的同时，需要开发具有自主知识产权的新产品。然而，目前，我国自主研发的产品总体来说和国外具有较大差距，特别是一些规模较小的企业，自主研发能力较差，整体行业发展水平参差不齐。南京工业大学车辆与工程机械研究所是一个专门从事工程机械设计的研究机构，该所目前具有教授3名，博士生导师1名，副教授2名，在读博士、硕士研究生20余名，近年来开发了沥青混凝土拌合站控制系统、塔式起重机安全监控系统、液压挖掘机关键液压件、多功能塔式起重机等工程机械新产品20余种，获得专利10余项，科研成果显著。该所可根据用户需要，利用高等学校的技术和人员优势，为工程机械企业定制设计产品和技术服务，包括工程机械结构创新设计；机电控制系统开发；液压系统开发；现有产品的升级改造；计算机辅助分析等。

本成果通过复合材料各组分界面性质研究，精密控制复合材料的组分和亚微观结构，从而采用通用的复合工艺，通用工程塑料基材和市售的膨胀石墨和碳纤维，再经过具有自主知识产权的科学处理技术之后，获得具有高电导率和很好力学性能的抗电磁工程塑料。

一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 王钟文 成都理工大学环境与土木工程学院/土木工程 2018/2021 章治海 信息科学与技术学院/电子信息工程 2014/2018 周良坤 成都理工大学环境与土木工程学院/土木工程 2019/2022 徐青松 成都理工大学环境与土木工程学院/土木工程 2014/2018 黄畇坤 成都理工大学环境与土木工程学院/地质工程 2017/2020 陈  希 成都理工大学环境与土木工程学院/地下水科学与工程 2015/2019 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 王东坡 成都理工大学环境与土木工程学院/岩土工程 岩土工程教研室主任/教授 山地灾害减灾与重大工程安全防控；山地崩塌滚石灾害形成机理及防治；地质灾害冲击动力学；地质灾害综合防灾减灾新技术新方法研究。 裴向军 成都理工大学生态环境学院/地质工程 生态环境学院院长/教授 强震大型滑坡触发效应和致灾机理研究；地质脆弱带地质灾害防治与岩土体加固；地质环境脆弱区生态修复。 欧阳朝军 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所/工程力学和计算机 实验室主任/研究员 滑坡、泥石流灾害动力学模型和数值模拟研究；计算流体力学、离散元、人工智能、InSAR等数值方法的编程和算法研究。 杨晓轩 成都理工大学环境与土木工程学院 — 校企科技成果转化方向 四、项目简介 我国国土约75%为山地，崩塌、滑坡等地质灾害频发。伴随国家“西部大开发”及“一带一路”建设的实施，山区已成为梯级水电、铁路公路、油气管线等重大基础设施与工程的高密度区。然而，广泛发育在山区的地质灾害已成为其主要危害因素之一。 凡是山区工程建设，都必须开展勘察评估工作，由于路桥交通等工程项目的快速发展，地质灾害隐患点勘测评估及路桥营运工作尤为重要，而该行业目前主要以传统勘测方法为主，存在危险性高、效率低、潜在隐患点判识不准等痛点问题。我国地质灾害风险评估也大多以定性分析为主，存在效率低、灾害类别不全、适用场景单一等问题。 在此背景下，团队开展了基于大数据的“空、天、地”一体化多源灾情信息数据的协同处理和关键数据提取技术研发，突破地质灾害基础数据快速获取难题；研发构建了国内第一套具有完全自主知识产权地质灾害快速模拟技术和仿真平台，进行高精度图件、地质信息绘制及定量地灾评估等工作。 已取得相关软著20余项、专利20余项，已得到来自同济大学、中国地质大学及西南交通大学等近百所大学、上千位科研工作者的使用并反馈中，并与中国中铁集团、中国交通建设集团等20余家大型单位已完成百余例大型地质灾害工程及科研项目。

1.逆向工程：根据对实物样件进行激光扫描采集数据，运用CATIA进行逆向设计，得到三维数模，输出二维产品图。 2.产品检测：扫描仪提取实物三维数据，对比设计数据（利用产品图建立的数模），检测产品误差。 该项技术是一种非常高效的产品设计思路和方法，可以迅速、精确、方便地获得实物的三维数据及模型。该技术有以下优势：①改变了传统产品设计研发模式，大大缩短了产品开发的时间周期，提高了产品研发的成功率以及产品对于市场的快速响应能力，为产品提供了先进的开发、设计及制造的技术支撑。②该项技术使产品外形设计变得简单易行，对于曲率复杂的产品（如汽车车身等），采用该项技术可快速的将概念设计的实物模型转化为三维模型，从而便于模具的设计和开发。

湖南工程学院应用技术学院是2002年经教育部批准设立，由湖南工程学院举办的全日制普通本科独立学院，学院座落在一代伟人毛泽东的故乡---湖南省湘潭市，目前在校学生4300多人。 学院校址设湖南工程学院南校区，校园绿树成荫、典雅秀丽、文化深厚。学院办学充分利用湖南工程学院现代化的教育教学、科学研究、文化生活等方面的设施和场地，全面享用湖南工程学院的图书资料、实习基地、国际合作教育、硕士研究生教育等优质的教学资源。湖南工程学院选拔了732名优秀的教师组成了应用技术学院教学、科研、管理团队，其中有高级职称教师328人，省级学科带头人9人 ，省级教学名师3人，省级青年骨干教师、学术骨干62人，省优秀教师9人，博士、硕士生导师40多人，为莘莘学子求学提供了优越的学习环境和条件。 学院秉承“锲而不舍，敢为人先” 的校训，湖南工程学院实施教育部首批“卓越工程师教育培养计划”的成果，坚持实践育人理念, 突出学生的实践能力和创新精神的培养。建院十年为社会培养了8000多名基础扎实、综合素质高、适应性强的高级应用型人才，毕业生受到用人单位的欢迎和社会好评。 学院开办的专业均为湖南工程学院的品牌专业和特色专业。根据我国社会经济发展的需要，学院有电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、工商管理等18个专业面向全国招生，招生计划纳入全国普通高校招生计划，属国家计划招生。学生修完教学计划所规定的全部课程且成绩合格者，颁发湖南工程学院应用技术学院普通本科毕业证书，符合学士学位授予条件者按照湖南省教育厅湘教通[2008]2号文件的有关规定，颁发湖南工程学应用技术学院学士学位证书。 地址：湖南省湘潭市书院路17号 邮编：411101

 微波材料复介电常数测试系统 ？ 常温及变温电磁参数和反射率测试系统（航空、航天、兵工等单位） ？ 微波材料宽带高温（1600℃）测试系统（国内首创） ？ 微波材料点频高温（2200℃）测试系统（国内首创）

主要功能、应用领域及技术指标 声波定向技术是由非线性控制、非线性信号处理及非线性声学学科交叉领域发展出来的前沿技术，其典型特色是从技术上实现了低频声波的定向传播。声波定向技术利用了声参量阵、声相控阵原理以实现低频声波的定向传播。 ？ 产品一：MEMS定向微型声源 图1 MEMS定向微型声源 一种基于声波定向技术，以MEMS技术实现声源小型化的新型定向声源，适用于手机、PDA、平板电脑、MP3、MP4、MP5等便携式多媒体设备私密传声。2008年与Nokia公司合作，并在国家自然科学基金、四川省创新基金资助下，攻克关键理论与技术难题，成功研制出原理样机，为国内首台MEMS定向声源，为国内首创。技术指标达到：声压级~70dB@1m；3dB指向角~±5°；作用距离~1m；功率~0.8W。 ？ 产品二：声频定向声源/扬声器 该产品是有史以来第一种可以实现可听声定向传播的革命性新概念声源（目前国际上仅美国有两家公司研制出了相关产品）。它将对环境的噪声污染降到最低水平，使其成为了一种“绿色”、“环保”的新型声源。目前该类产品在国际上处于商品化初期，国内尚无类似产品，具有极为广阔的市场前景。电子科技大学开发的声频定向声源达到了国际先进、国内领先水平。技术指标达到：3dB指向角~±5°；声压级~95dB@1m；功率~25W；最大作用距离200m；谐波失真<1%。 图2 声频定向声源/扬声器 图2 声频定向声源/扬声器 ？ 产品三：声波定向驱散装置 声波定向驱散装置是基于声波定向技术开发的一种大功率声波定向设备，其功用是以大功率的定向声波实现对远距离的人、船只、鸟兽进行拒止与驱散。目前电子科技大学研制的声波定向驱散装置达到了国际先进、国内领先水平，奠定了在该领域的国内领头羊地位。该产品可广泛应用于对目标人群的通信、指挥、警告与驱散，海上船舶反恐护航与人员搜救，机场驱鸟等领域。国外该类产品已大量应用于海上商船、舰队、航母、警察部门、森林火险防范部门、机场驱鸟、陆军反恐等领域，国内尚处于市场推广初期。其推广应用将开辟国内新兴市场，为解决商船、陆/海/空军防恐难题及警察日常工作公共安全维护难题，尤其对解决机场中高空驱鸟的世界性难题具有十分重要的意义。 声波定向驱散装置主要技术指标：3dB指向角±15°；声压级125~162dB@1m；功率180~2500W；最大作用距离10km。 图3声波定向驱散装置 ？ 特色及先进性 声波定向技术首次实现了低频声波的定向传播，对于局部声源的发展具有重要意义。随着绿色、环保理念的深入发展，对于局部定向声源的需要将呈越来越强烈的趋势。声波定向技术及其产品将改变传统全向性声源一统天下的历史，开创电声技术及产品的新增加点。 电子科技大学在声波定向技术领域已有十余年的研究历史，在突破了基础理论、关键技术及技术应用诸多关键问题，研制的产品处于国内领先、国际先进水平，并在技术应用方面走在了世界同行前列。 ？ 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果 声波定向技术可以开创电声行业的新领域，形成新的产业链条与经济增长点，并带动上、下游产业的发展与壮大，对于行业、地区经济均具有巨大的贡献潜力。 采用声波定向技术研发的产品很大一部分可以填补国内外空白，形成具有自主知识产权的核心技术与核心产品，此类产品往往具有技术含量高、市场需求大、专业性强等典型特色，可以形成长期的技术与产品生长点，其产业化前景广阔、市场巨大。

声波定向技术是由非线性控制、非线性信号处理及非线性声学学科交叉领域发展出来的前沿技术，其典型特色是从技术上实现了低频声波的定向传播。声波定向技术利用了声参量阵、声相|控阵原理以实现低频声波的定向传播。产品一:MEMS定向微型声源；产品二:声频定向声源/扬声器；产品三:声波定向驱散装置

光纤传感技术工程研究中心于 2002 年由山东大学与美国 STEVENS 理工学 院联合成立。成立以来一直得到了学校重点发展学科建设资金的支持。目前拥 有教授、博士生导师 8 人、副教授及其他拥有博士学位的年轻教师 6 人、博士 研究生 8 人、硕士研究生 20 人，具备雄厚的科研实力和工作基础。开发的产品 主要应用与煤矿电力及大型土木建筑，主要产品： 光纤光栅温度传感器、光纤光栅应力传感器、光纤光栅振动传感器 （矿用）光纤瓦斯传感器，光纤一氧化碳传感器 分布式光纤温度传感器、分布式光纤应力传感器 光纤光栅传感解调系统 光纤传感网络解调仪