科创中国

行业领域

高端装备制造产业,智能制造装备产业

需求背景

宁夏地区因其独特的地理位置和气候条件，面临着复杂的自然环境挑战，尤其是临水柱结构在硫酸盐侵蚀、干湿循环及冻融循环等多重因素作用下，极易发生混凝土损伤，影响结构的安全性和耐久性。随着基础设施建设的不断推进，对临水柱结构的长期稳定性和维护成本提出了更高要求。因此，深入研究宁夏地区临水柱在复杂环境下的损伤机制，开发有效的损伤预测、监测及修补技术，对于保障区域基础设施安全、延长使用寿命、降低维护成本具有重要意义。

需解决的主要技术难题

1. 复杂环境作用下混凝土损伤机理不明：需系统研究持续应力、硫酸盐侵蚀、干湿循环及冻融循环等单一及复合因素对混凝土性能的影响，揭示损伤机理。

2. 损伤预测与评价技术缺乏：需开发精准可靠的混凝土强度预测软件及评价技术，实现对临水柱结构损伤的早期预警和量化评估。

3. 损伤监测与剩余承载力预测技术不足：需构建适用于复杂环境条件的损伤监测体系，发展剩余承载力预测方法，为工程决策提供科学依据。

高效修补技术及新材料研发滞后：需探索低成本、高性能的修补材料，研发适用于宁夏地区临水柱损伤的新材料、新技术，实现快速、有效的修补。

期望实现的主要技术目标

1. 揭示损伤机理，建立预测模型：深入研究复杂环境作用下混凝土损伤机理，建立准确的损伤预测模型，为损伤预防提供理论支撑。

2. 开发预测软件，提升评价能力：开发用户友好的混凝土强度预测软件，提升对临水柱结构损伤的快速评价和预警能力。

3. 完善监测体系，实现精准预测：构建完善的损伤监测体系，实现临水柱结构损伤的动态监测和剩余承载力的精准预测。

推动技术创新，促进产业化应用：研发高效的修补技术及新材料，推动其产业化应用，为宁夏地区临水柱损伤后的快速修复提供有力支持。

需求解析

解析单位：“科创中国”高端装备制造业智能转型产业科技服务团（中国空间科学学会） 解析时间：2024-10-08

王诗文

桂林信息科技学院

服务团专家

综合评价

1.此需求描述足够清晰，专家能够依据需求开展研究工作。明确的技术难题和目标有助于专家制定具体的研究计划。 2.对产业发展具有重大意义。准确的损伤预测、监测和修复技术可以提高基础设施的安全性和耐久性，降低维护成本，推动整个行业的发展。由于涉及混凝土材料、环境工程、结构力学等多学科领域，需要跨行业专家共同解决。 3.技术对接方案框架：组建包含材料学专家、环境工程专家、结构力学专家的联合研发团队。针对损伤机理研究，团队共同进行多因素复合环境模拟试验；在预测软件开发方面，软件工程师与材料和结构专家合作；构建监测体系时，电子工程专家与结构和环境专家协同；新材料研发则由材料学专家主导，结合环境要求进行研究。

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