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：1.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。2.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。3.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。4.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。5.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，

(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。

基于机载 SAR 收集的海杂波数据，验证了其具有混沌特性。在机载 SAR 收集的海杂波数 据具有混沌特性的基础上，利用海杂波的混沌预测误差对海面 SAR 图像上的分布目标进行检 测。用实测的海面 SAR 图像进行检测实验，结果表明基于混沌理论的海面 SAR 图像分布目标 检测算法是有效的。 对定义在图像像素点上的扩展分形特征的计算公式进行了修正，并将其引入到海面 SAR 图像分布目标检测中，提出了基于扩展分形特征的海面 SAR 图像分布目标检测算法，并通57 过实验证明了该算法能有效地检测海面 SAR 图像中的分布目标。

项目简介： 在生物学研究中， 生物学家常常通过具有扩散的偏微分方程来描述种群迁移等现象。例如，当原始微生物与环境相互作用（如粘液霉菌形成、胚胎发育、肿瘤侵入健康组织等） 时，个体的非结构化行为在宏观层面上将转变为相当复杂的动力学行为，其中一个重要因素是

先天性唇腭裂是口腔颌面部最常见的出生缺陷。据我国出生缺陷监测中心1995-2000的统计数据表明，唇腭裂已跃居为我国新生儿中最常见的先天性畸形。由于唇腭裂的发病机制不清楚，目前尚无预防的办法。因此，努力提高唇腭裂的临床治疗水平是最重要的任务。而唇裂手术效果的不稳定性和腭裂修复手术后患者上颌骨生长发育抑制的现象仍然是唇腭裂临床治疗领域面临的难题。为此，本项目进行了以下几方面的研究： （1）影响唇裂修复术后效果因素的研究；（2）影响腭裂修复术后效果因素的研究；（3）新的唇裂整复手术设计原理和方法的研究与应用；（4）避免或减轻腭裂修复术后上颌骨生长发育抑制方法的研究；（5）新的腭裂整复手术设计原理和方法的研究与应用。 结合本项目研究成果编写出版了《唇腭裂修复外科学》和《唇腭裂手术图谱》2部专著，在国内外专业杂志上发表论文80余篇，其中SCI论文11篇。研究成果被国内外学者引用104次。培养博士研究生12名。主要研究成果中唇腭裂修复的华西法在全国主要的口腔医学院校的教学、科研和医疗工作中得到了广泛应用。所建立的新的唇裂手术方法被全国40多家大学附属医院和省级医院所应用，受益患者已达1万余人，取得了良好的社会效益。

本项目重点解决复杂高层结构大震分析、失效评价、失效调控、抗震设计理论等关键科学问题，开展大震弹塑性分析技术、失效评价方法、失效调控、抗震设计理论等关键理论研究和技术攻关，提出系统的复杂高层结构抗震设计理论并实现工程应用。本项目研究成果已发表学术论文109篇，其中SCI/EI 收录96篇；编写专著1部；申请或授权专利9项、软

该成果先后获得神农中华农业科技奖三等奖和农业部丰收奖一等奖。该技术完善了弱筋小麦“足穗稳粒增重”栽培途径， “适期早播、 半精量播种、 适量减氮、 氮肥前移、 适时化控”等量质协调栽培技术体系， 制定了实用性好、 可操作性强的弱筋小麦量质协调栽培技术规程和明白图；多途径进行弱筋小麦量质协调栽培技术的推广应用，建立了五种不同形式的产业化模式。

成果首次揭示了氧气底吹炼铜机理，构建了系统强化调控理论，完善了底吹炼铜理论基础。结合强化调控理论、计算机模拟和底吹炼铜生产实践，构建了底吹炼铜强化调控方法，并形成了集成调控创新技术。 建立了氧气底吹铜熔炼机理模型和底吹炉内氧势/硫势梯度渐变调控方法，创新开发了炉内功能区域精准调控技术，优化了大型化底吹炉生产实践；揭示了多组元造锍造渣行为规律，建立了基于组元含量映射关系的渣型调控方法，创新开发了渣型与温度耦合的优化调控技术，降低了熔炼渣含铜；建立了基于底吹机理的复杂体系多相平衡计算理论和冶炼过程主参数与伴生元素分配调控方法，创新开发了有价元素定向富集与有害元素强化脱除调控技术，实现了伴生杂质元素定向分配调控；揭示了氧气底吹熔池气液多尺度耦合作用规律，建立了底吹熔池相场协同强化传质调控方法，创新开发了基于熔池气含率与搅拌强度等多参数集成强化技术，提高了复杂含铜资源氧气底吹处理能力。 应用前景 成果建立了强化调控系统理论，构建了系统强化及精确调控方法，开发了强化调控技术。铜复杂资源清洁处理能力提高了30%，炉渣含铜降低至2.0-3.0%，伴生杂质元素脱除率提高了30-50%，氧气利用率达99%，节约标煤4.45万吨/年，减排CO218.54万吨/年，有力提升了氧气底吹炼铜技术市场竞争力。

高层与超高层建筑不断发展，常规桩筏基础面临诸多新的挑战，课题组以多年积累的土与结构物相互作用理论研究成果为基础，以解决土、溶、岩复杂地质条件无法实施超高层建筑的实际工程难题为契机，自主创新，提出可控刚度桩筏基础的创新概念，通过在桩顶设置自主研制的刚度调节装置，主动干预、调节基桩的支承刚度，实现桩与桩、桩与土支承刚度的匹配与协调。 在地基承载力较高的硬土地区，通过本成果的实施，可充分发挥地基承载潜力，实现大支承刚度桩的桩土共同作用，大幅节约桩基使用数量，缩短桩基施工周期。和现有规范推荐的变刚度调平技术相比，本成果不受地质条件和施工过程限制，且建筑物基础调平过程更加精确，效果更明显。另外本成果还可有效解决现有技术无法解决的建筑物废旧桩基再生利用以及复杂地质条件建设高层建筑的难题。

北京大学量子材料科学中心的韩伟研究员和谢心澄院士，以及日本理化学研究所的Sadamichi Maekawa教授，受邀在国际著名刊物《自然-材料》（Nature Materials)上撰写综述文章，介绍“自旋流--新颖量子材料的灵敏探针”这一新兴领域的前沿进展。 自旋电子学起源于巨磁阻效应的发现，在当时而言，自旋流指的仅仅是电子自旋的传播。随着自旋电子学的蓬勃发展，与相关研究的不断深入，新的自旋流现象与机制不断被拓展，相关研究证明一系列的粒子或者准粒子携带的自旋都能够形成自旋流，比如磁性绝缘体中的磁振子、超导体中自旋三重态和准粒子、量子自旋液体中的自旋子、自旋超导态等。尤其是对于量子材料而言，由于其往往具有独特的自旋性质，基于自旋流探针的研究方法就成为了表征量子材料物性的有效手段。 量子材料都是凝聚态物理与材料科学领域的研究前沿之一，其量子性质起源于诸多量子效应，包括低维尺寸效应，量子限域效应，量子相干效应，量子阻挫效应，能带结构的拓扑性，自旋轨道耦合，对称性限制等等。量子材料包括石墨烯，高温超导体，拓扑绝缘体，外尔半金属，量子自旋液体，自旋超流体等等。量子材料可以表现出诸多与自旋相关的量子性质，如二维过渡金属硫族化合物中的自旋-谷耦合，以及拓扑绝缘体当中的自旋-动量锁定等。因为量子材料的自旋属性在下一代的量子信息存储和量子计算科学当中的应用潜力，所以研究量子材料的自旋相关性质得到了广泛关注。 为了研究量子材料的自旋性质，发展一种易于实现和操控的高效工具显得尤为迫切与关键。幸运的是，在实验物理学家和理论物理学家的不懈努力下，成功的证实了自旋流探针能够作为量子材料的有效探测手段。一系列激发和探测自旋流的方法被提出并得以实现，从而证实了基于自旋流探针的量子材料物性研究的广泛适用性。 迄今为止，相关实验已经证实自旋流能够以超导体系中的自旋三重态库珀对和超导准粒子、量子自旋液体中的自旋子、磁性绝缘体和自旋超流体中的磁振子为载体进行传播，相关物理图像被总结在表1中。本篇综述文章着重介绍了在五类主要的量子材料体系中的基于自旋流探针的物性研究。第一类是超导材料体系，自旋流探针可以被用来验证自旋三重态的存在以及自旋动力学的演化过程。第二类是量子自旋液体材料体系，自旋流探针可以被用来验证自旋子携带的自旋角动量的有效传播过程。第三类是磁性绝缘体体系，自旋流以磁振子的形式传播，描述了磁有序材料当中的集体激发行为。第四类是杂化量子激发体系，自旋流以磁振子-声子杂化模式（磁振子-极化子）或磁振子-光子杂化模式（磁振子-极化激元）为载体进行传播。第五类是自旋超流体系，自旋流以玻色爱因斯坦凝聚中的自旋量子数为1的玻色子为载体进行传播，这种玻色子可以为电子-空穴激子或者是磁振子。 这些重要的研究进展已经充分证实了基于自旋流探针的物性表征对于量子材料而言是一种行之有效的研究手段。因此，这一方法将会极大的推动新颖量子材料的发现和相关物理性质的研究。例如量子霍尔和量子自旋霍尔材料，量子铁磁体和反铁磁体，六角晶格体系中的量子手征声子，自旋和力耦合的量子系统，超导体中的自旋动力学和铁磁与超导界面的超导能隙，自旋三重态超导体中的超导对称性，强耦合自旋系统中的杂化激发，拓扑磁振子材料，量子自旋液体中的自旋子，自旋超流体约瑟夫森效应，以及其他任何作为自旋流载体的量子态。另外，这一领域的进展还将推动自旋成像技术的发展，如利用自旋极化扫描隧道显微镜和氮空位色心显微镜技术对量子材料体系中自旋流的原位探测。