前瞻科技 ›› 2025, Vol. 4 ›› Issue (3): 23-28.DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2025.03.002

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现代运河大体积混凝土开裂防控与长寿命研究现状及展望

金鸣1(), 胡张莉1, 赵海涛2, 王育江1, 刘加平1,()   

  1. 1.东南大学材料科学与工程学院,南京 211189
    2.河海大学土木与交通学院,南京 210098
  • 收稿日期:2024-10-15 修回日期:2025-02-28 出版日期:2025-09-20 发布日期:2025-10-17
  • 通讯作者:
  • 作者简介:金鸣,副研究员。中国混凝土与水泥制品协会混凝土材料与工程检测分会专家委员会副主任委员。主要从事水工混凝土耐久性劣化机理、寿命预测和传感器研发等研究工作。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划青年科学家项目子课题、中国博士后科学基金等项目。获湖北省科学技术进步奖一等奖、教育部高等学校科学研究优秀成果奖自然科学二等奖等奖励。发表论文60余篇。授权发明专利10余件。
    电子信箱:jinmingseu@seu.edu.cn
    刘加平,东南大学首席教授,中国工程院院士,现代土木工程材料专家。重大基础设施工程材料全国重点实验室主任,中国工程建设标准化协会副理事长,中国混凝土与水泥制品协会副会长,美国混凝土学会(ACI)中国分会副会长,全国混凝土标准化技术委员会副主任委员等。突破了收缩裂缝控制的国际难题,引领了超高性能混凝土的工程化应用,为土木工程建设作出了重要贡献。获国家技术发明奖二等奖1项,国家科技进步奖二等奖4项。获首届国家卓越工程师团队奖、全国创新争先奖、全国五一劳动奖章等荣誉。发表论文200余篇。主/参编标准或规程22项。授权中国发明专利90余件、国际专利14件。电子信箱:liujiaping@cnjsjk.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(52293430);国家自然科学基金(52379118)

Research Status and Prospect of Cracking Prevention and Long Service Life of Mass Concrete in Modern Canal Projects

JIN Ming1(), HU Zhangli1, ZHAO Haitao2, WANG Yujiang1, LIU Jiaping1,()   

  1. 1. School of Materials Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China
    2. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China
  • Received:2024-10-15 Revised:2025-02-28 Online:2025-09-20 Published:2025-10-17
  • Contact:

摘要:

航运枢纽作为现代运河体系的关键节点,其大体积混凝土结构在复杂服役环境下面临严峻的开裂与耐久性问题,直接影响工程的结构安全与长寿命服役。文章围绕“运河航道与通航建筑物高效安全及长寿命设计”主题,系统梳理了航运枢纽大体积混凝土的研究现状和挑战,凝练出开裂防控与长寿命设计的核心科学问题,提出了在复杂服役环境下提升混凝土抗裂性与耐久性的研究展望,并探讨了大数据与人工智能技术在混凝土材料创新设计与性能优化中的应用前景,以期助力实现国家“碳达峰与碳中和”目标与基础设施长寿命发展战略。

关键词: 大体积混凝土, 抗裂性能, 耐久性能, 防控方法, 智能设计

Abstract:

Shipping hubs are critical nodes in the modern canal system. However, their mass concrete structures face severe cracking and durability issues under complex service environments, which directly impact the structural safety and long-term service life of the projects. This paper systematically reviews the research status, development trends, and technical challenges of mass concrete in shipping hubs, centering on the theme of “Efficient, Safe, and Long-life Design of Canal Waterways and Navigation Structures”. It distills the core scientific issues of cracking prevention and long-life design. The paper proposes technical pathways to enhance the crack resistance and durability of concrete under complex service conditions and explores the application prospects of big data and artificial intelligence technologies in the innovative design and performance optimization of concrete materials. This aims to contribute to achieving the national “dual carbon” goals and the long-life development strategy of infrastructure.

Key words: mass concrete, cracking resistance, durability, prevention and control methods, intelligent design