省部共建交通工程結構力學行為與系統安全國家重點實驗室

實驗室面向國家和區域交通運輸重大需求，致力於交通工程結構力學行為與系統安全的共性關鍵科學問題研究，為交通基礎設施建設與運營安全提供理論和技術支撐，成為京津冀和交通運輸行業科技創新、人才培養、學術交流的重要基地。主要研究方向包括：複雜環境下路基結構服役行為與安全保障、橋樑力學行為與安全控制、隧道結構力學行為與變形控制、車輛動力學與交通工程機械故障診斷。 ^[2] 

實驗室面向國家“交通強國”、“一帶一路”建設和京津冀區域協同發展戰略需求，為交通基礎設施建設與運營安全提供理論和技術支撐。實驗室擁有優越的科研條件和良好的學術氛圍，聚焦線路、橋樑、隧道、車輛的力學行為與系統安全開展研究。 ^[3] 

從非飽和路基變形特性與浸水劣化機理、寒區高速交通路基結構優化與災變防控以及加筋土路基結構行為演變與性能保持等方面開展深入研究。

揭示非飽和土體動力濕化演化機理，構建熱-水-土-氣多相耦合模型，探求路基翻漿冒泥、不均勻沉降等病害產生規律，制定合理的病害治理方法，提出非飽和土地區路基沉降預測評估模型；針對多年凍土地區和季節性凍土地區路基的病害特徵，創新路基結構優化與防護措施，探索抗凍脹、少維護、長壽命的層狀基牀結構填料性質、剛度匹配、結構優化與全壽命週期管理技術；探明服役期加筋土路基力學性能和位移特徵發展演化規律，構建控制加筋土路基服役性能劣化的技術體系，形成基於穩定性和變形控制的加筋土路基設計計算理論和技術方法。

目標是構建複雜環境下路基結構行為演變與控制研究體系，提出基於服役期性能保持功能的路基結構設計理論、加固技術和劣化控制技術，實現路基結構的安全耐久。

從多重因素耦合作用下橋樑結構效應與安全風險理論、橋樑全壽命週期監測與狀態評估以及橋樑施工裝備及快速修復理論等方面開展深入研究。

揭示環境與應力複雜耦合作用下橋樑全壽命性能演化規律，建立多尺度損毀特徵參數和多指標綜合判釋的快速評估模型；提出監測數據自動化與智能化處理方法及技術，形成支持多源、多模、異構的橋樑運行狀態時空數據融合方法和基於檢/監測數據驅動的橋樑全生命期性能演化規律與安全評估體系；研發先進可靠的橋樑提運架等大型工程建設用施工裝備、橋樑快速搶修（建）應急工程裝備，建立基於多尺度損毀特徵參數的快速評估理論模型與快速評估系統，完善災後橋樑基礎設施的快速搶修（建）器材及技術儲備。

目標是從致因-風險-感知-控制等保障全鏈條入手，建立動態時空環境效應下橋樑結構狀態感知與現代養修的理論和技術體系，提升我國橋樑建設和運營安全的保障能力。

從多場耦合條件下岩石靜、動態損傷機理及損傷模型構建、軟弱圍巖隧道穩定性理論以及軟弱圍巖隧道施工過程力學與變形控制技術等方面開展深入研究。

揭示多場耦合條件下岩石靜、動損傷的表徵、累積和演化過程，建立岩石損傷模型及損傷積累與滲透率變化的耦合理論模型，掌握岩石損傷演化機理及規律；探究隧道圍巖預變形、掌子面圍巖擠出變形和洞周收斂變形與發展和施工過程的“時空效應”，基於變形協調突變理論及支護結構極限承載分析結果，研究隧道體系空間極限位移、位移速度與形態分佈；分析隧道圍巖與支護結構體系相互作用以及高地應力、地下水對隧道圍巖穩定性的影響，完善軟弱圍巖、高地應力條件下隧道支護設計原理、方法以及隧道體系穩定性評價方法。

目標是構建隧道圍巖穩定性控制理論和隧道施工過程力學與安全控制技術體系，為隧道工程的優化設計、災害防控提供理論支撐，提升我國隧道工程的建設理論與技術水平。

從車輛-道路相互作用系統動力學、高速機車車輛非線性動力學及交通工程機械故障診斷等方面開展深入研究。

考慮高維、時變、剛柔相互作用等特性發展車輛-道路相互作用動力學理論，提出磁流變作動器雙曲滯後非線性模型，開發剛柔相互作用系統振動分析方法，研究車輛與交通工程結構動力學響應規律，揭示系統模態截斷收斂機理，構建集建模、分析、仿真、試驗於一體的車-路相互作用研究框架；拓展非光滑滯後非線性系統動力學分析與參數優化方法，分析機車走行部穩定性與非線性動力學行為，提出結合微觀力學機理與宏觀動力學表徵的服役性能演化機理研究新思路，揭示機車車輛關鍵運動部件服役性能演化機理與規律，研製專用智能複合傳感器，構建走行部服役性能檢測體系；發展大型施工機械動力學狀態監測與故障診斷理論，建立施工工藝驅動的三維安全分析體系，發展盲源信號分離及早期微弱故障信號傳感檢測技術，提出強背景噪聲下的故障信號特徵提取及分類模式識別方法，開發大型交通施工機械實時安全監測與預警雲平台。

目標是構建一套較為完整的車輛與交通工程機械動力學與故障診斷技術體系，提高車輛運行的安全性和平穩性，減小車輛對線路和橋樑的動荷載，為保障交通工程結構施工與運營的系統安全提供理論與技術支撐。 ^[4] 

2009年9月，省部共建交通工程結構力學行為與系統安全國家重點實驗室開始籌建；

2010年2月，獲批省部共建國家重點實驗室培育基地； ^[2] 

2020年2月26日，中華人民共和國科學技術部、河北省人民政府批准省部共建交通工程結構力學行為與系統安全國家重點實驗室（石家莊鐵道大學）建設運行。 ^[1] 

實驗室在路基工程、橋樑工程、隧道工程、車輛工程方面擁有一支實力雄厚、結構合理、具有國際化視野與創新精神的學術隊伍。實驗室現有教育部創新團隊1個，河北省“巨人計劃”創新創業團隊2個，固定人員68人，其中正高級職稱人員42人（含博士生導師34人）、副高級職稱人員18人，具有博士學位人員63人，45歲以下40人。現有固定研究人員中，國家傑出青年科學基金獲得者1人，全國傑出專業技術人才1人，“百千萬人才工程”國家級人選4人，國務院政府特殊津貼獲得者6人，國家有突出貢獻的中青年專家2人，全國模範教師2人，河北省燕趙學者1人，河北省高端人才4人，河北省省管優秀專家5人，河北省有突出貢獻的中青年專家8人，河北省傑出青年基金獲得者7人，河北省青年拔尖人才10人。

實驗室建設與運行目標是，立足國內，面向世界，貫徹“創新、務實、開放、協作”的運行管理方針，充分發揮實驗室學術委員會的指導、監督作用，最大限度地合理利用（開放）實驗室的儀器設備資源，圍繞河北省發展的戰略佈局和區域特色開展交通工程結構力學行為與系統安全方面的應用基礎研究，將實驗室建設成為在國內具有一流水平、在國際上具有一定影響的科學研究和人才培養基地，促進河北省經濟社會發展。 ^[2] 

架構示意圖

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