本项目发展了柔性防护系统性能设计与提升技术，建立了“力平衡+”设计方法，开发了首套自主知识产权的商业化设计软件，发展了多元化的防护产品技术，与欧洲现有技术相比，最大防护性能提升4.5倍。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 柔性防护结构在坡面地质灾害作用下将经历大滑移、大变形等运动特征，在力学上属于强冲击作用下高度非线性动力问题，理论求解难度大。团队系统研究了坡面地质动力灾害柔性防护结构理论、技术及应用，取得了下列创新性成果:构建了防护网系统的多柔体非线性动力学模型，发展了柔性防护系统非连续动力学计算理论，可实现多元化柔性防护系统产品的性能精确预测与解析:研究了柔性防护系统关键结构部件的环境腐蚀损伤力学行为及系统性能劣化评价方法，揭示了网片累积损伤演化规律，为柔性防护系统动力损伤后的剩余承载力评价 系统运维阶段的生命评估、可靠性评价提供基础;构建了多场、多尺度、多介质耦合动力学模型，实现了对泥石流、水石流、碎屑流柔性拦截动力学过程模拟;提出了综合“空间+时间”的4D柔性防护理论。 发展了柔性防护系统性能设计与提升技术，建立了“力平衡+”设计方法，开发了首套自主知识产权的商业化设计软件，发展了多元化的防护产品技术，与欧洲现有技术相比，最大防护性能提升4.5倍。 研发了成套柔性防护结构足尺冲击试验装备，在试验能力、试验尺度、试验精度等三个方面实现全面超越;建立了标准化试验测试技术与方法，包括部件及系统试验与性能评价方法;提出了差异化设防目标和系统设计分级准则，相关成果入编两部行业标准，建立起覆盖产品、检验试验及工程建设全链条的柔性防护技术国家标准体系，相比欧洲目前的产品技术标准领先1代;开展了多项标尺性试验，累计试验次数超过300次，是欧洲该领域标志性试验的3倍，积累了大量的原始试验数据，与欧洲70年的技术发展相比，支撑了中国在该领域十年内实现理论、技术与产品研发的弯道超车。

剪切增稠材料（剪切增稠液/STF、剪切增稠胶/STG）在平衡状态下，表现为分散胶体形式，而在高速剪切力作用时，其粘度急剧增加，表现出固体行为。利用这种特性，将其浸渗高性能纤维或与弹性体泡沫基体材料复合，可制备得到具有不同防护功能的轻质柔性防护材料。该系列防护材料具有质轻、高强、高模、耐冲击等性能；可广泛用于交通工具、体育用品、军事、安全防护等领域。 关键技术 （1）创新要点 材料在常态下保持松弛的状态，柔软而具有弹性，一旦遭到剧烈撞击或挤压的时候，分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬从而消化外力，形成一层防护层，当外力消失后，材料会回复到它最初的松弛软弹状态。它可以在纳米秒时内在不同的冲击情况作出不同的反应。 （2）产品性能 知识产权及项目获奖情况 （1）一种轻型柔质液态性防刺材料及其制备方法 ZL2011 1 0079852.0 （2）一种多元分散相阻燃型剪切增稠液体及其制备方法与应用 ZL201110093256.8 项目成熟度 成熟度 5 级 投资期望及应用情况 可广泛用于交通工具、体育用品、军事、安全防护等领域。 

研发了新型工程防护高聚物注浆修复材料，具有环保、早强、高韧、耐久、抗渗性强等特点。构建了 土质堤坝柔性防渗体新方法，建立了非水反应高聚物扩散理论，发明了堤坝及地下工程防渗堵涌高聚物注 浆成套技术及装备。建立了层状结构介电特性及力学特性反演理论，提出了基于无损检测的高聚物精细注 浆方法，开发了高速公路、高铁无砟轨道及地下管道快速非开挖修复技术。技术及产品特点：通过微孔注 射，材料柔韧性强，耐久性好(5～10年)；采用自动控制精密注浆系统，施工速度快；无需养生；微创修 复，注浆孔16mm，避免了开挖维修造成的资源浪费和环境污染，对结构扰动小；造价低。

北京工业大学电磁防护与检测研究室开发出四种类型的电磁防护材料，取得了多项具有自主知识 产权的科研成果，包括： 近场干扰抑制材料、频率选择表面、新型电磁屏蔽材料、电磁波吸收材料 上述材料具体包括：近场干扰抑制贴片、磁耦合隔离薄膜；频率选择表面材料及其加工技术；柔   性电磁屏蔽织物、磁屏蔽薄膜、电磁屏蔽涂料、高导电粉体、导电弹性体；柔性吸波材料、高温吸波材料。

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地质灾害风险管理是地质灾害防灾减灾的重要手段，县级地质灾害风险管理系统主要应用于县级地方政府对辖区地质灾害进行风险分析、风险评价及预警预报等防灾减灾工作。该项成果先后获得陕西省科学技术研究发展计划（社会发展）、陕西省自然科学基金等项目的资助，与之相关的研究成果经陕西省科技厅鉴定为国际先进，获陕西省科学技术进步二等奖 1 项，并取得国家知识产权局软件著作权证书。目前该系统已经在陕西省宁强县等县区推广应用，并取得了良好的应用效果。

（1）主要功能和应用领域 本成果面向环境与灾害监测预警需求，可在地形复杂、通信条件受限、运营维护困难的复杂环境下，建立监测预警信息传输系统，实现监测预警工作的持续、可靠运行，解决现有监测预警网络中的覆盖面受限、长期持续监测难度高、信息传输可靠性低等问题。 本成果可应用于自然灾害监测预警与应急处理、各种类型的环境监测等领域。 （2）特色及先进性 基于三大核心（新型组网架构、高效节能机制、可靠传输保障）机制，设计八项创新技术。提出了基于监测事件预测的节能机制和能量均衡消耗机制，设计了支持中继转发、双信道汇聚式接入的组网架构，研发了集自动重传、自适应传输、机会通信于一体的滑坡泥石流监测预警可靠传输技术，提升了监测预警网络的稳定性和可靠性。 本成果申请国家发明专利10余项，除正在受理部分，目前已获得国家发明专利授权8项。 （3）技术指标 本成果已示范应用于龙门山地震带小流域滑坡泥石流灾害监测预警技术研究与示范系统。根据示范系统运行效果，本成果与灾害监测传统方式技术参数相比，可达到如下技术指标： ？ 丢失/出错数据恢复率提高约30%，现场通信质量越差，优势越明显； ？ 视频和图像传输实时性可提高约1/3； ？ 传感节点能耗10%-50%，监测系统有效工作时间延长20-30%； ？ 网络故障对监测预警影响极大降低，网络故障带来的数据时延趋向于0。 （4）解决问题与实施效果 当前问题 解决方案与效果 技术状态 监测点部署受限于区域通信条件 中继转发技术： 采用中继转发技术，可在无信号覆盖区域建设监测点，通过中继转发技术将监测数据转移到具备GPRS/3G/卫星信号的位置。 示范系统应用 监测点的信息传输存在数据丢失、甚至意外中断的风险 集自动重传、自适应传输、机会通信于一体的传输保障技术： （1）研发低开销、高能效自动重传技术，恢复丢失数据，较传统方式的丢失/出错数据恢复率提高约30%，现场通信质量越差，优势越明显； （2）研发视频与图像自适应传输方法，提高视频、图像传输效率与可靠性，在网络信号较差时，视频和图像传输实时性可提高约1/3； （3）设计机会通信技术，传输网络中断处监测节点的数据，在邻近节点可替代传输时，可实现网络中断带来的时延效应趋于0。 授权专利2件 示范系统应用 监测点持续工作能力受到能量供应的约束 基于监测事件预测和能量均衡消耗的节能机制： （1）研发基于监测事件预测的休眠机制，降低传感节点能耗10%-50%； （2）研发能量均衡消耗方法，监测设备有效工作时间延长24.3%。 授权专利5件 示范系统应用 监测预警系统存在故障或破坏的问题 双信道、汇聚式接入的组网架构： （1）设计双信道、汇聚式接入的组网架构，支持系统部分故障时的网络自愈能力，保障监测数据传输不中断； （2）所设计组网架构下的设备可互相自动查询工作状态，设备故障可由其邻居设备主动上报，同时保留的传统设备状态查询方式，提高及时发现失效设备的能力。 授权专利2件 示范系统应用