学术前沿 | 走访西安建筑科技大学工程结构耐久性创新团队

西安建筑科技大学工程结构耐久性创新团队依托结构工程国家重点学科、西部绿色建筑国家重点实验室、结构工程与抗震教育部重点实验室，长期从事工程结构耐久性研究，取得了一批创新性研究成果，在国内外耐久性研究领域具有重要影响。

研究团队负责人牛荻涛教授，博士生导师，现任西安建筑科技大学副校长。为新世纪百千万人才工程国家级人选，国家“万人计划”首批百千万工程领军人才，国家杰出青年科学基金获得者，教育部创新团队带头人。兼任ACI中国分会副理事长、中国建筑学会村镇防灾专业委员会副主任委员、中国土木工程学会工程质量分会理事、中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会委员。主要从事混凝土结构耐久性、结构可靠度与既有结构性能评估、工程结构抗震等方面的研究工作。主持完成国家自然科学基金重大项目课题、国家自然科学基金重点项目、重点研发计划项目课题等国家级科研项目20余项。出版学术专著2部，发表学术论文260余篇。获国家科学技术进步奖二等奖1项，省部级科技进步一等奖2项、二等奖2项。主持编制国家标准《既有混凝土结构耐久性评定标准》，参编国家标准2部。

团队现有骨干研究人员10人，团队结构合理、特色鲜明，以团队成员为核心组建了教育部“现代混凝土结构安全性与耐久性”创新团队和陕西省三秦学者“工程结构耐久性”创新团队。

2019年12月4日上午，《建筑结构学报》编辑部一行4人走访了西安建筑科技大学工程结构耐久性创新团队。团队负责人牛荻涛教授，团队骨干成员徐善华教授、文波教授、胡晓鹏副教授、王艳副教授、罗大明博士、刘西光副教授、傅强副教授、王友德博士参加了本次交流活动。交流会上，牛荻涛教授对编辑部的到访表示了热烈欢迎，并介绍了团队目前的主要研究工作。

▲ 交流现场

团队主要研究方向包括多环境耦合作用下混凝土耐久性，新型混凝土（掺合料混凝土、纤维混凝土、喷射混凝土、珊瑚砂混凝土等）耐久性，极端环境与地热环境混凝土耐久性，耐久性损伤混凝土构件承载性能（静力承载性能，抗震性能、疲劳性能），锈蚀钢结构耐久性评定，锈蚀钢结构性能提升技术，地下变电站的抗震性能，生命线工程的抗火性能，施工期混凝土结构承载性能，施工期震损混凝土结构的服役性能等。具体如下：

1 混凝土耐久性基础理论研究

通过一般大气环境、冻融环境、硫酸盐环境等单一环境、多环境耦合及其与荷载共同作用下混凝土（掺合料混凝土、纤维混凝土、喷射混凝土、珊瑚砂混凝土等）耐久性能试验，揭示了各种腐蚀环境混凝土材料的性能劣化机理和劣化规律，建立了不同腐蚀环境混凝土性能的劣化模型，提出了腐蚀环境混凝土结构剩余寿命的预测方法。

2 既有混凝土结构构件的承载性能研究

通过单调荷载/往复荷载下冻融混凝土、锈蚀约束混凝土的本构试验，建立了耐久性损伤混凝土的本构计算模型；通过单调荷载/往复荷载下冻融混凝土与钢筋、混凝土与锈蚀钢筋间的黏结性能试验，建立了相应的黏结强度、黏结—滑移本构关系的计算模型；通过冻融混凝土梁、锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯性能试验，提出了既有混凝土梁的受弯承载力计算方法；通过往复荷载下冻融混凝土柱、锈蚀钢筋混凝土柱的承载性能试验，提出了既有混凝土柱的恢复力模型。

3 既有混凝土结构耐久性评定方法研究

团队给出了不同腐蚀环境下既有混凝土结构耐久性极限状态，提出了基于剩余使用寿命或耐久性损伤状态的评定方法，创建了既有混凝土结构耐久性评定理论与方法体系。主编了我国第一部关于既有混凝土结构耐久性的国家标准GB/T51355-2019《既有混凝土结构耐久性评定标准》，为当前既有混凝土结构耐久性评定的提供了依据。

4 腐蚀环境既有钢结构服役性能研究

研发了既有锈蚀钢结构表面特征检测评价技术，分析了大气、海洋腐蚀环境下钢结构母材、焊接区锈蚀形态与表面参数分布特征；通过不同腐蚀环境锈蚀钢板的力学性能试验，建立了锈蚀钢材静力本构关系与细观断裂模型；采用试验研究、数值分析相结合的方法，分析了锈蚀对钢构件静力承载性能、抗震性能、疲劳性能的影响机理和规律，建立了锈蚀钢构件静力承载力计算方法，提出了锈蚀钢柱（节点）地震恢复力模型，建立了锈蚀钢结构疲劳寿命评估方法。

5 锈损钢结构服役性能的提升技术

通过CFRP加固锈蚀钢板的黏结性能试验，揭示了CFRP-胶层-锈蚀钢板之间的传力机理，提出了峰值黏结应力、极限滑移值、黏结-滑移本构的计算模型；通过CFRP加固锈蚀钢梁承载性能试验，分析了影响参数对CFRP加固锈蚀钢梁的破坏形态、刚度和承载能力的影响规律，建立了CFRP加固锈蚀钢梁承载力计算模型；通过CFRP加固锈蚀钢板疲劳性能试验，分析了锈蚀程度、加固方式等对CFRP加固锈蚀钢板疲劳性能的影响规律，提出了CFRP加固锈蚀钢板剩余裂纹萌生寿命与裂纹扩展寿命计算模型。

6 生命线工程的抗灾机制研究

通过户内式变电站及地下变电站的地震模拟振动台试验，分析了变电站的地震损伤机理，提出了变电站的地震易损性曲线；通过变电站关键构件的抗火试验，建立了地震-火灾耦合作用下变电站的损伤模型，提出了大型变电站损伤机制及相应抗灾设计方法；自主开发了试验装置，开展了杂散电流与硫酸盐共同作用混凝土性能试验，分析了杂散电流及硫酸盐共同作用下硫酸盐在混凝土中的迁移与反应规律。

7 施工期混凝土结构的服役性能研究

通过试验研究分析了施工期混凝土材料性能随龄期的变化规律，建立了单调荷载和往复荷载下施工期混凝土本构关系计算模型；通过拉拔试验和梁式试验，建立了单调荷载和往复荷载下施工期混凝土与钢筋间的黏结强度、黏结—滑移本构关系的计算模型；结合试验研究、数值模拟和理论分析，提出了施工期混凝土构件承载力计算方法；通过试验研究了早期碳化、早期冻融对服役期混凝土材料、黏结性能、构件承载力的影响；通过快速锈蚀试验，研究了锈蚀扣件式钢管节点约束本构和锈蚀满堂支撑架的计算方法。

8 隧道混凝土衬砌结构耐久性研究

当超大断面、超长深埋隧道增多时，隧道会面临高地热水、常年冻土、喀斯特地貌等特殊地质条件，服役环境恶劣。研究团队通过试验研究了一般环境、高浓度盐地下水环境、高地热环境，混凝土复合衬砌结构（初期支护、二次衬砌结构）的耐久性能退化规律，研究不同环境下初期支护（喷射混凝土）、二次衬砌（模筑混凝土）的微观结构变化和耐久性损伤机理，建立复合衬砌混凝土结构耐久性退化模型。

9 混凝土结构内物质传输及其钢筋腐蚀控制的数值分析

基于混凝土内孔溶液与水泥水化产物间物理化学作用本质，建立了能够反映水化产物对氯离子吸附作用的热力学模型。实现了混凝土内物理化学反应与传质过程间的耦合，得到了氯盐环境下混凝土内物质传输的数值模型。建立了钢筋混凝土结构强制电流阴极保护电池投放的数值优化设计方法，提出集成阴极保护、电化学除氯、电化学再碱化的主动电场腐蚀控制方法。

10 成果与获奖

近5年来，团队获国家科学技术进步奖二等奖1项、省级科学技术奖一等奖2项和二等奖4项；承担国家自然科学基金重大项目课题、国家重点基础研发计划项目课题及国家自然科学基金等19项；授权发明专利18项；发表SCI、EI论文68篇，出版专著2部，编制国家及地方标准10部；培养博士研究生46名，硕士研究生180余名，获陕西省优秀博士学位论文5篇。研究成果在实际工程中得到广泛应用，推动了行业进步，取得了显著的社会经济效益。

最后，李淑春副主编就《建筑结构学报》的稿件审理流程和编辑加工过程，双方就当前国内外期刊现状、国内期刊定位、运营机制与转型、研究成果发布等方面展开交流。

▲ 合影

通过此次交流走访，加深了编辑部与西安建筑科技大学工程结构耐久性创新团队的相互了解。本次学术走访得到了西安建筑科技大学牛荻涛教授及其研究团队的大力支持和周到安排，在此《建筑结构学报》编辑部全体工作人员深表谢意!