水工結(jié)構(gòu)工程學(xué)科 

 

 

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工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)長期以來根據(jù)確定性的概念進(jìn)行分析，即在設(shè)計(jì)計(jì)算中利用規(guī)定的最低材料性能，規(guī)定的荷載強(qiáng)度，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)計(jì)算其變形及應(yīng)力。并沒有考慮材料性能，構(gòu)件尺寸以及結(jié)構(gòu)的外來作用這些隨機(jī)的幾何量，此外，結(jié)構(gòu)和構(gòu)件對于荷載的響應(yīng)也含有不確定的成份，即模型的不確定性，因此近年來在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及安全評定中迅速發(fā)展起的結(jié)構(gòu)可靠性理論，盡可能對各類不確定因素進(jìn)行分析，這對工程的經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，提高效益都具有重大的影響。同時本學(xué)科還利用工程力學(xué)的基本原理正逐步開展現(xiàn)有結(jié)構(gòu)物的安定性及使用壽命評定方法的研究工作，這對于發(fā)揮現(xiàn)有結(jié)構(gòu)物的作用，具有十分重要的意義和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

 

 

本學(xué)科近十年來積極開展這方面的研究工作，并在國內(nèi)外首次提出了利用隨機(jī)差分法計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠性的概念，并給出了計(jì)算公式，公開發(fā)表了這方面的論文11篇。同時隨機(jī)差分法概念簡單，未知數(shù)少，不僅可計(jì)算一維問題，而且還能計(jì)算二維問題，特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程是非線性或荷載效應(yīng)得不出顯式時，運(yùn)用本學(xué)科提出的方法求解更具有優(yōu)越性、簡便性和先進(jìn)性。而且本方法還顯示出具有解決三維問題的可能性。1999年經(jīng)內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳組織的鑒定意見為：“該項(xiàng)成果不僅適用水工結(jié)構(gòu)，也不可用于港工、交通、民用建筑的結(jié)構(gòu)可靠度分析，具有廣泛推廣應(yīng)用前景。研究的整體水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先的水準(zhǔn)”。其研究成果2001獲得內(nèi)蒙古自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎。本學(xué)術(shù)帶頭人等利用工程力學(xué)的基本原理提出的隨機(jī)差分法結(jié)合Lagrange乘子法分析結(jié)構(gòu)物的可靠性，其計(jì)算方法簡便，并編制了相應(yīng)的程序。先后被內(nèi)蒙古自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計(jì)院、呼和浩特市萬家溝水庫、錫盟多倫大河口水電站、內(nèi)蒙古電力設(shè)計(jì)院等地的工程實(shí)例引用，均取得了滿意的結(jié)果。

 

 

同時本學(xué)科近幾年來積極開展環(huán)境力學(xué)方面的研究工作，目前國內(nèi)外還未考慮季節(jié)凍土變異、考慮不同粒度的土壤顆粒具有不同的抗剪力和風(fēng)蝕機(jī)理的研究。通過本學(xué)科環(huán)境巖土力學(xué)項(xiàng)目的研究，可揭示在自然界氣候的波動下，由于溫度因子的參與，考慮土水體系凍融、干濕、脹縮、分散、凝聚以及開裂和團(tuán)聚等物理化學(xué)過程的交替演變規(guī)律，建立相應(yīng)的動力學(xué)模型，并對土地荒漠化、沙漠化防治起指導(dǎo)作用。

 

 

目前本學(xué)科承擔(dān)5項(xiàng)國家和自治區(qū)科研課題，并不斷把研究成果推廣到更加廣闊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、校核與環(huán)境巖土工程中。同時運(yùn)用工程力學(xué)、土力學(xué)、風(fēng)沙動力學(xué)、概率統(tǒng)計(jì)理論等多學(xué)科的知識探討結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)的方法和環(huán)境巖土力學(xué)的機(jī)理，合理評估現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的安定性及建立土壤風(fēng)蝕動力學(xué)模型，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和十分重要的實(shí)際意義。

 

 

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