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水利水电工程、 服役安全保障

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“展风采 树楷模”全国学会优秀党员科技工作者事迹宣传——胡少伟,中国水利学会

人物简介:胡少伟 水利部 交通运输部 国家能源局南京水利科学研究院材料结构研究所所长

人物详细介绍-

胡少伟于1999年获得清华大学博士学位,2003年从美国西北大学留学归国,经面向海内外选拔程序,任水利部 交通运输部 国家能源局南京水利科学研究院材料结构研究所所长至今、并被破格评为教授级高级工程师。现在南京水利科学研究院二级教高、博士生导师。

他是国家杰出青年基金获得者、国家“万人计划”领军人才、国家中青年科技创新领军人才、国家百千万人才工程国家级人选、享受国务院政府特殊津贴专家等。另外连续入选江苏省333人才工程第四期、第五期中青年领军人才,并入选水利部5151人才工程部级人选等省部级人才工程。同时兼任有河海大学结构工程、工程力学学科博士生导师、重庆大学结构工程、武汉大学水工结构学科博士生导师等, 兼任国际RILEM混凝土断裂专委会委员、中国力学学会理事、江苏省力学学会副理事长、江苏省振动工程学会副理事长等、期刊《应用数学与力学》、《水利水运工程学报》、《防灾减灾工程学报》等学报编委等。

胡少伟教高长期从事各类混凝土结构基础理论与应用基础研究,建立了混凝土损伤断裂力学理论—预应力组合结构复合受力分析理论—复杂混凝土结构全寿命服役性态诊断技术等一整套保障工程结构安全的理论体系。主持国家杰出青年基金、国家重大科研仪器研制项目、国家重点研发计划、国家科技支撑计划、国家自然基金、水利公益行业科研专项等国家及省部级科研项目30余项,以及重大工程技术咨询项目100余项,多项成果经鉴定达到国际领先水平。成果获得2016年度国家技术发明二等奖1项(排名第1),实现了水利行业国家技术发明奖的突破;获得2011年、2012年、2015年大禹水利科技进步一等奖3项(均排名第1);获其他省部级科技进步二等奖等4项。获ASCE最佳论文奖、省市政府与学会等论文奖8次。出版专著10部,发表论文近300篇,SCI收录30余篇、EI收录100余篇,被引2000余次。主参编规范8部(含国际断裂标准),牵头授权国家专利14项。

一、攻克了混凝土结构损伤断裂计算奇异和起裂点不易确定的科学难题,建立了混凝土结构损伤断裂过程静动态力学表征与安全评价理论,推动了损伤断裂力学在重大工程中的应用

系统完成2500余根各类混凝土(普通混凝土、高强混凝土、钢筋混凝土、碾压混凝土等)I型、II型与复合型损伤断裂过程试验,建立了混凝土断裂过程的声发射判据,解决了起裂荷载与起裂点不易确定的科学问题;阐明了应变率、加载方式与混凝土动态断裂韧度的影响规律,建立了混凝土的动态断裂准则;建立了声发射特征参量与断裂损伤力学参数的理论关系,证明了混凝土动态断裂过程中的声发射Kaiser效应,成果编入国际断裂测试标准;从试件、构件与结构3个层次,建立了环境条件与荷载耦合条件下断裂参数的计算公式与过程模拟方法,成果编入国家出版基金资助的断裂专著。

原创性地把断裂力学与半解析方法—有限元线法(FEMOL)相结合,创立了断裂有限元线法分析理论,解决了混凝土结构损伤断裂计算奇异的科学难题;在美国西北大学博士后工作期间,与团队共同创建了扩展有限元法(XFEM),提出了反映裂缝面初始粘结作用及相互滑移的非线性动接触本构模型,揭示了含裂缝的混凝土结构从加载到失稳的动态全过程,被美国J. D. Achenbach院士的论著中引用,为混凝土裂缝演化分析与结构安全评定提供了有效方法,成果编入国内外首部断裂有限元线法专著,理论成果促使XFEM模块植入Abaqus6.10以上版本中。

牵头完成的成果“水工混凝土静动态损伤断裂过程及其声发射特性研究与实践”获得2012年度大禹水利科技一等奖。

二、发明了多种新型组合结构,建立了完整的预应力组合结构分析理论体系与承载能力评价方法,推动了预应力组合结构在重大水利水电、交通等基础设施建设中的应用

系统完成150多根各类简支组合梁结构弯剪扭等复合受力试验,发明了无连接件组合梁板、新型组合节点等新型结构6-15,16,建立了考虑交界面滑移效应的组合梁复合受力下的计算公式,其中抗扭设计理论是组合梁设计理论和方法的重要发展,解决了大型复杂工程结构中的多项关键技术难题。完成65根足尺寸预应力连续组合结构的试验研究及相关理论分析,建立了预应力高强混凝土组合梁开裂扭矩和极限扭矩计算公式,提出了预应力组合箱梁的变角软化桁架-板分析模型,编制了全过程分析程序,提出了不同荷载组合下预应力连续组合结构的设计方法,解决了制约预应力连续混凝土组合结构理论与应用的瓶颈问题,成果编入国家与行业标准。牵头完成的成果“预应力组合箱梁结构复合受力基本性能-试验、理论与应用” 获得2011年度大禹水利科技一等奖。

建立了完整的预应力连续组合结构分析理论体系与承载能力评价方法。并研发了SRAP结构评估修复技术,提出了一系列相关工程设计、数值模型及其分析理论方法。解决了大跨度薄壁混凝土结构的应力和稳定性等关键问题。牵头完成的成果“连续预应力组合结构理论与实践”获得2015年度大禹水利科技一等奖。

首次建立了预应力钢筒混凝土管(PCCP)承载能力评价理论,提出了裂缝、预应力松弛、断丝数量对PCCP结构承载能力影响具体评价方法,获ASCE颁发的2011年度最佳论文奖,出版了我国首部PCCP结构安全评价理论与技术专著。成果“超大口径PCCP管道结构安全与质量控制研究”,获得2011年度大禹水利科技二等奖。

三、提出了多场耦合下混凝土结构病害诊断与损伤断裂测试技术,揭示了真实服役环境下混凝土结构性态演化机理和规律,发明了复杂混凝土结构服役性态诊断装备

开发了具有自主知识产权的混凝土I型、II型损伤断裂测试系统,研发了一套集环境、试验、声发射等多参量为一体化的混凝土损伤断裂全过程测试设备,实现了多场耦合条件下的混凝土结构性能演化全过程测试。

发明了融合主被动激励的混凝土结构内部损伤与缺陷的技术与装备,形成了缺陷诊断—处理—效果评价的成套技术和系统解决方案,实现了快速无损的成像观测,解决了缺陷处理效果难以科学评价的技术难题。解决了混凝土结构隐患检测与缺陷快速处理等关键技术问题。

通过对混凝土结构性能参数测试、损伤精细化探测等新装置、新设备、新工艺、新方法的自主研发,提出了诊断复杂混凝土结构服役性态的系列技术,揭示了服役性态演化的重要机理和规律。牵头完成的成果“复杂水工混凝土结构服役性态诊断技术与实践”,获得2016年度国家技术发明二等奖。

上述三方面成果已应用于南水北调中线PCCP工程、鄂北调水工程、黔中水利枢纽、新疆引额济乌、常州平陵大桥、武都重力坝、溧阳抽水蓄能电站、埃及苏伊士运河码头等100余项国内外重大混凝土工程等设计、施工、运行中,提升了我国混凝土结构工程学科的国际地位和市场竞争力。

长期参与国家自然基金委水利科学与海洋工程学科发展战略规划、水利科技创新规划、中国工程院相关水利学科规划等编写,主参编十余部国际、国家与行业标准规范,培养了一批优秀的青年人才,为结构材料学科发展做出突出贡献

2008年地震发生后,作为水利部抗震救灾现场排查第六专家组成员,于16日赶到震区,险情核查半个多月,涉及成都、绵阳、眉山、雅安和宜宾等5个地市,他主笔眷写了都江堰等病险水利工程的核查报告。作为编写组成员,三次参与国家自然科学基金委十一五、十二五、十三五水利与海洋工程学科发展战略规划编写工作;作为相关课题负责人, 主笔编写了中国工程院“材料研究与可持续发现战略”中我国基础设施材料结构延寿及可持续发展战略,重大水利工程安全基础理论发展战略研究中水工结构安全与材料耐久部分的编写等。

他为人谦虚、治学严谨、坚守学术诚信,精心培养人才,多年来在院里、河海大学等指导博士后3名、博士生18名、硕士生28名。

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