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来源:  发布时间:2022-08-03

——海岸和近海工程国家重点实验室

 

海岸和近海工程国家重点实验室(以下简称“实验室”)于1986年由原国家计委批准筹建,1990年通过国家验收并正式对外开放,是我国建设的首批国家重点实验室之一,也是海洋工程领域所设立的第一个国家重点实验室。实验室先后于1994年、1997年、2003年、2008年、2013年、20186次通过科技部组织的评估。

 

聚焦海洋,探索前沿

 

实验室定位于应用基础研究,聚焦海岸和近海工程建设与安全防护、海洋资源开发利用、海洋环境修复与保护等国家重大需求,开展原始创新研究,是我国海岸及海洋工程研究和人才培养的重要基地。实验室的主要研究方向有:海洋动力环境与流固耦合作用,陆海水域环境与海岸侵蚀防治,海岸与跨海工程及其防灾减灾,海洋资源开发基础设施工程,海洋工程智慧运维与全寿命安全。

实验室科研设施齐全,建有海岸和海洋动力环境模拟实验平台、岩体工程灾害分析实验平台、海洋工程结构全寿命分析实验平台、海洋工程结构安全监测实验平台、海洋工程虚拟现实实验平台等,在服务科研和教学中发挥了重要作用。实验室拥有先进的仪器设备,包括大型多功能波浪水池2座、不同尺度波流水槽5座,以及世界最大规模的循环波流试验水槽,还有水下波流地震模拟系统、深水试验箱、超大型三轴仪、岩土体高温差高压差静动三轴测试系统、土工鼓式离心机造波系统,以及极地海冰现场测试系统等。

实验室致力于基础研究和应用基础研究,紧扣国家陆海统筹和建设海洋强国战略需求,承担完成了一大批具有重要影响的国家级重大科研任务,所取得的标志性研究成果在我国沿海港口码头、跨海交通等大型基础设施建设、海岸和沿海城市防灾减灾、渤海东海南海三大海域油气资源开发、海洋牧场和海洋电场建设,以及新型海洋能源开发等国家重大需求中发挥了重要支撑作用。近5年,实验室承担各类科研项目1186项,其中:“973计划”首席2项、课题负责7项,国家科技支撑项目负责1项、课题负责1项,国家重点研发计划项目负责7项、课题负责21项,国家自然科学基金委重大项目4项,重点项目22项;获得国家科技进步奖二等奖2项,自然科学奖二等奖1项,省部级科技奖励87项;出版学术专著45部,发表学术论文2999篇;授权国际发明专利28项,国内发明专利319项。

实验室始终站在学科前沿,探索海岸、近海、深海工程领域的新理论、新方法、新技术,是我国港口、海岸及近海工程的重要研究基地。

 

从实出发,成果卓越

 

实验室代表性成果包括:海洋岩土灾变机理及新型基础结构,海域核电工程抗震分析、设计与应用,海洋工程结构全寿命安全监测、评定与系统,海洋工程结构极端动力作用与减振控制,超大型深远海养殖网箱动力性能分析、设计与应用。

其中,有关海洋岩土灾变机理及新型基础结构的研究基于岩土灾害对海洋工程产生巨大灾害和破坏的背景,提出海洋岩土特殊工程性质分析与理论、海洋岩土灾变机理与分析方法、新型海洋基础结构设计与分析理论。相关成果应用于唐山港区57个万吨级板桩码头深水泊位,实现了板桩码头向大型化、深水化发展的突破,确立了我国板桩码头建设的世界领先地位;打破国际技术壁垒,实现潮间带、深水区平台基础关键技术突破,应用于多个海洋平台的建设。研究获得2017年度国家科技进步奖二等奖等3项荣誉。

抗震安全是我国发展核电的首要问题。实验室据此开展了关于海域核电工程抗震分析、设计与应用的一系列研究,提出了核电结构地基和安全壳评价方法;核电筑堤粗粒土工程特性与本构模型;核电结构跨尺度、精细化分析方法;自主化的核电工程抗震分析软件。相关成果应用于国内80%的近海核电工程抗震安全评价。研究获得2017年度高等学校科学研究优秀成果奖科技进步奖一等奖等3项荣誉。

海洋安全监测技术,事关重大。实现海工结构从局部构件一般力学参数测量,向全尺度、全寿命安全监测已经成为国家重大需求。近些年在国家重大项目支撑下,实验室创新提出高性能传感元件与传感网络、多类型传感器同步采集装备、结构状态评估与安全预警,形成海洋工程结构全寿命安全监测、评定与系统的重要研究成果,已经应用于多个核电海域工程、滨海管网系统、海洋平台和高桩码头。研究获得2015年度国家技术发明奖二等奖等5项荣誉。

海洋平台结构是海洋油气资源开发的基础性设施,是海上生产作业和生活的重要基地。然而,恶劣环境及风、浪、流、冰、地震等极端作用给平台结构系统服役寿命和安全形成巨大的挑战和威胁,对海洋平台结构振动控制的加力装置、设计方法提出了严峻的挑战。实验室在海洋工程领域首个“973计划”项目等国家重大项目支撑下,针对相关瓶颈问题展开研究,提出了极端海洋环境对深海大幅运动平台作用及耦合分析;内波与浮式平台耦合作用的非线性实时动力分析;半潜式平台主被动联合定位和减摇减荡控制等学术成果。相关成果应用于我国首座深海平台(HYSY981)水动力设计和分析,以及世界首项海洋平台(中海油JZ20-2NW)磁流变智能阻尼抗冰振功能。研究获得2013年度国家科技进步奖二等奖等2项荣誉。

近年来,随着近海养殖难以为继,深水养殖产业纳入多项国家战略。然而,深水养殖工程问题复杂,严重制约网箱养殖发展。实验室在数十个项目的支撑下,针对超大型深远海养殖网箱动力性能分析、设计与应用展开了系列研究,在产学研方面均取得重要进展。如今,相关成果已经在我国东、南、黄、渤全部四大海区得到应用,推广深水网箱4000余套,市场占有率达70%。此外,还建成了国家和省部级标准化示范区12个。不仅如此,网箱产品还出口到日本、俄罗斯、阿根廷等15个国家,对“21世纪海上丝绸之路”重大倡议起到积极的推动作用。研究获得2015年度高等学校科学研究优秀成果奖科技进步奖一等奖等3项荣誉。

 

人才培养,从“本”开始

 

为了给本科生提供参与科研的机会,实验室面向本科生开设海洋工程创新实践班,每年招收30余名学有余力、热爱科研创新的本科生。创新实践班结合实验室的研究方向开设多门实践课程,在实践过程中指导学生动手解决科研问题,参加全国海洋工程设计大赛、全国大学生水利创新大赛等。

此外,依托完善的试验设备条件,实验室每年开设20个左右土木水利前沿实验专题,采取小班授课的形式,每班不超过15名学生,通过课堂讲授与试验实际操作相结合的方式,向本科一年级学生普及相关专业科学前沿,激发同学们的科研兴趣。不仅让学生真切感受到学科发展的现状和方向,也有利于学部大类招生的学生将来按照不同的学科兴趣选择专业。

在研究生的培养上,实验室在生源质量、师资队伍和课程质量建设上下功夫,全面提升学生实践及创新能力,重点培养高水平创新型和复合型人才。近年来,实验室依托建设工程学部,创新研究生培养模式,实施“本研一贯式国际化”培养,研究生生源质量逐年提高。未来,蔚蓝海洋的魅力将吸引越来越多的有志青年加入进来。

(责编:王芳)

 


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2024年2月

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