一、实验室概况

名称：江苏省城乡住宅结构装配技术工程实验室

成立时间：2015年7月

批准部门：江苏省发展和改革委员会

组织架构：学校成立实验室建设领导小组，并实行实验室主任负责制。实验室设置技术指导委员会、共建单位理事会，下设“绿色墙板研究室”、“装配结构理论研究室”、“装配式建筑标准化研究室”、“绿色与安全评估研究室”、“智能装配技术及装备研究室”等五个研究室。

二、研究方向【重点介绍】★

[研究方向一]智慧城市设计与模拟

本方向基于城市重大工程设计中大数据分析与应用的重要性与必要性，针对城市生产与生活中建设工程的功能需求、使用习惯、交通分布、能源消耗等时空大数据，构建管理和表达城市立体空间、建筑物和基础设施等三维数字演绎平台，支撑城市规划、公共建筑、民用建筑、市政设施的智慧性设计与决策；并构建可模拟城市规划、建筑设计、施工管理的数字化平台，数字化演绎城市规划、民用建筑、市政设施及其他重大项目的关键影响。兼容城市信息模型、城市三维模型、建筑信息模型、规划设计模型、工程影响模拟等，不仅满足城乡规划、建筑学、土木工程、城市地下空间等专业对于信息模型平台的教学任务，使得教学与实验更好满足当前国家城市建设发展对于城乡规划学科、建筑学学科、土木工程学科的智慧信息化要求；还可满足当前地方政府与相关工程企业对于智慧设计的业务需求，更好地服务于区域、城市、地方的工程设计以及前期科学论证工作。

[研究方向二]地下空间智能开发与控制

紧密围绕物探智能选址、地下空间BIM智能设计和围岩变形智能控制三个方向开展研究工作，用以破解复杂地下空间面临的“工程地质全息信息感知困难”、“空间尺寸和形状合理设计难”、“劳动强度大、效率不高、安全事故预警困难”等难题，利用先进设备和技术手段，全面探知地层信息、合理选择和优化空间断面尺寸与形状、快速感知与预警围岩变形，从而保障地铁、隧道、地下商场及停车场等地下空间的安全生产和可持续发展。

[研究方向三]城市更新、保护与改造技术

基于“十四五”期间城市更新行动、历史文化保护、建筑遗产改造等土建工程的重要性，针对城市更新、保护与改造过程中国的关键技术，构建计算分析、实验模拟、技术研发为一体的智慧型教学与科研平台。所涉及城市更新的时空数据分析、驱动要素分析、综合效益评价、实施关键技术，能够响应新时期城市更新行动的主旨内容并阐明区域、城市中更新推进的机理，使得教学实践环节更贴近社会经济发展现实，科研服务更为满足地方政府对于城市更新影响的评估与判断；所涉及的建筑遗产保护、老旧城区改造，重点包含建筑遗产损害监测、修复技术研发、传统材料研发等，使教学实践环节贴近实际生产需求，并使相关科研服务能够响应地域性遗产资源丰富的现实。

[研究方向四]绿色建筑与可再生建材

本方向紧紧围绕固废材料预处理技术、节能建材制备关键技术、资源化利用等开展工作，通过汇聚和整合淮安周边地区固体废弃物排放、综合利用、终端使用产业链上中下游三方的优势科技资源，建立开放、流动、高效、共享的固体废弃物综合利用制备高性能土木材料的研发基地。主要研究领域：1、绿色建材的开发与利用（绿色高性能水泥基材料的研制与应用、节能环保墙体材料的开发及配套应用技术研究）；2、固体废弃物处理与资源化（道路工程材料资源循环利用技术、城市建筑垃圾资源化成套技术、工业废渣资源化综合利用成套技术）。

[研究方向五]建筑环境智能监测预警

通过组建智能物联网对建筑物沉降、倾斜、水平位移、裂缝等参数进行高频率自动采集和分析，并通过电话、短信、微信等多种手段实时预警，提醒工作人员对工程安全及时有效处理，紧急时刻提醒相关人员撤离危险区域，预防工程安全事故的发生；同时对建筑物周边环境相关数据进行自动采集和分析，并通过多种手段进行预警。建筑环境智能监测预警系统主要由以下几部分组成构成：采集仪、分析仪、云平台、客户端；采集仪负责传感器数据采样并上传采样数据；分析仪负责多采集仪组网、数据中转、预警、上传数据到云平台；云平台负责数据在服务器存储、显示、预警、数据分析等功能；客户端主要实现云平台上的数据显示和监测系统的远程配置。系统采用无线自动组网、定期连续采样，实时上传数据与处理数据，实时了解建筑物健康状态。

[研究方向六]智能建造技术与管理

通过开发和应用数字化和智能化系统，提高建造过程智能化水平，减少对人的依赖，实现安全建造，实现结构数字化、维护数字化、空间数字化、装饰数字化，提高建筑的性价比和可靠性。不仅从工程建造技术角度变革创新，从建筑产品形态、建造方式、经营理念、市场形态以及行业管理等多方面重塑建筑业。面向建设行业和区域经济发展，致力于开展应用基础理论和技术开发研究，跟踪国际前沿，着力解决智能建筑领域关键共性难题，聚焦江苏省智能建造重大需求，开发新一代智能建筑平台或产品以建筑设备为研究对象，针对现有问题开展研究，为实现建筑节能、舒适、安全、健康等提供保障。研究基于物联网技术的新一代智能建筑体系构架，开发核心硬件产品；打造智慧建筑管控一体化平台，解决建筑大数据获取、共享、存储管理等难题；开展基于大数据、人工智能深度学习等理论的建筑节能、设备故障诊断、人员行为学习、舒适性评估等理论研究，研究建筑能耗诊断及能源全局优化管理策略，实现建筑及建筑群全寿命期智慧运维。

三、科研团队【重点介绍】★

实验室现有研究人员33名，组成四个研究团队，分别是“绿色墙板研究”团队、“装配结构理论研究”团队、“预制装配结构节点连接技术研究”团队和“装配式住宅标准化研究”团队，各团队成员如表1所示。团队成员高级职称17名、中级职称16名，其中研究人员中博士23名，具有较强的科研与工程实践能力。

四、取得成果★★★

1. 人才培养

坚持以学生为中心，秉持产出导向，设立融合型学习目标；推进校企合作，丰富培养模式，聚焦实践能力培养；深化产教融合，探索嵌入式培养，构建双创教学平台；强化校际协同，架立资源共享桥梁，深化内涵建设。土木工程专业先后入选省重点专业、省卓越工程师2.0专业、国家一流本科专业，并通过中国工程教育认证。获国家级教学成果二等奖、省教学成果一等奖各1项，获批国家级教改课题1项，省教改课题12项。学生获省级以上学科竞赛奖77项，其中中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛银奖、铜奖各1项，“挑战杯”中国大学生创新创业大赛铜奖1项，全国大学生结构设计竞赛二等奖1项。

2. 科学研究

坚持有组织科研，围绕国家、区域科技和产业发展需求，加强高水平科技创新团队培育和内涵建设，构建服务产业发展的科技创新体系。承担国家自科基金、省自科基金等课题90项，科研经费近1600万元，在砖石质文物勘察与加固保护、高温高压岩体特性测试、新型深基础设计与施工等方面突破系列关键技术，获省市级科技奖18项，发表学术论文177篇，其中SCI、EI索引99篇，获授权发明专利39件，出版学术专著8部。与中铁西北科学研究院共建文化遗产保护科学联合实验室，与淮安市建筑科学研究院等共建省级工程研究中心，累计获批各类平台5个。

3. 社会服务

以协同发展和服务地方为导向，积极面向行业企业开展技术攻关和科研服务。承接校企合作项目48项，到账经费近1200万元；12人入选省“双创计划”科技副总，校企共同申报专利20余件，成果应用于10余处世界文化遗产保护及盐通高铁等国家重大工程；承担行业培训17项，承办地方中高级专业技能鉴定千余人次；教师受聘于地方政府行业专家库25人次，参与地方行业发展规划编制、行业标准制定、重大项目建设等。

与涟水新城建材科技有限公司合作的项目：“高性能预制装配式混凝土研发”，产生发明专利3项，分别为：一种利用垃圾底渣制备的装配式加气混凝土板材及其制备方法（ZL202111238373.9），一种预制混凝土构件的制备方法（ZL202210293569.6）与一种蒸养混凝土及其制备方法（202111238423.3），相关技术在对接企业落地转化，相关成果获得2022年江苏省建设科技创新成果三等奖，产生经济效益7.3亿元，为淮安地区装配式混凝土产业迭代升级提供了强力支撑。

五、典型案例★★★

岩土工程稳定分析与控制典型案例

新型异形截面桩设计与施工关键技术及工程应用

新型异形截面桩由于其独特的截面构造方式，优化了桩身与土体间的传力机制，较之传统桩基具有承载力高、主材消耗低以及环境污染小等特点，但在工程应用中发现新型异形截面桩存在理论研究不充分、施工技术不规范、施工设备欠先进等问题，已成为制约新型异形截面桩设计理论发展和广泛工程应用的关键瓶颈。

淮安大学建筑工程学院院长陈亚东教授，依托国家自然科学基金项目、住建部科学技术项目及江苏省基础研究计划项目，针对新型异形截面桩工程应用面临的关键技术问题，通过产学研联合自主创新，提出了异形截面桩工程设计理论、突破了施工关键技术、研制了成套成桩设备，开辟了桩基工程应用的新空间。项目研发形成了具有自主知识产权的异形截面桩设计方法和施工技术，解决了异形截面桩工程应用的关键技术难题，研究成果在国家重大工程中得到推广应用，有力促进桩基工程整体水平提升，产生了显著的社会与经济效益，为建筑领域节能减排和交通强国战略作出了重要贡献。本项目获中国工程建设标准化协会标准1部、地方标准3部，省级工法1项；授权发明专利17项；成桩设备1套；在Canadian Geotechnical Journal、Computers and Geotechnics、岩石力学与工程学报等刊物上发表论文26篇。第三方评价意见表明，项目研究成果达到国际先进水平。

近些年，成果相继应用于盐通高铁、雄商高铁、望东长江公路大桥等200余项大型工程中，节约主材50%左右，降低造价30%以上，近三年累计创造经济效益达1.42亿元。项目完成的新型异形截面桩设计与施工关键技术，为新型异形截面桩发展和建筑产业结构优化升级提供了良好的技术支撑，带动了海南卓典高科技开发有限公司、中国建筑第五工程局有限公司等企业的快速发展，推动了异形截面桩的技术进步，拓展了异形截面桩的应用领域，明显提升了桩基工作性能，缩短了施工工期，降低了工程造价。同时，项目的实施促进了青年科技人才的成长，壮大了桩基工程创新研发的人才队伍，对高层次人才培养起到了有力的促进作用。

建筑结构安全评估与保护典型案例

石窟岩体勘察与抗震加固保护技术及应用

石窟寺是我国文化遗产的重要组成部分，具有十分重要的历史、科学、艺术及社会价值。石窟寺依山开凿，其保存与岩体及其赋存环境相关，在地震、水、盐等多种因素长期作用下，普遍面临水害、岩体失稳及风化等严重问题，石窟保护具有复杂性和综合性的特点，是一个世界性的难题。

依托古代石砌结构中砌块劣化与结构变形的相互作用机制研究、石窟文物病害勘察及治理技术研究等课题，课题组经过前后近10年攻关，针对当前石窟岩体渗水病害等相关赋存环境的勘察、石窟危岩体稳定性评价及抗震加固设计等突出问题，取得了系列成果。针对文物保护的特殊要求，创新了石窟岩体勘察手段，使用碳量子点作为示踪剂开发了一种新的石窟岩体水示踪技术，配套开发了一种可大量制备碳点的新技术，实现特殊条件下的岩体渗水探查；集成开发了全方位的光纤监测技术，构建了以荧光碳点示踪和光纤监测技术为核心的石窟文物水运移动态监测平台，实现了石窟岩体水运移的“可视化”，为石窟水害防控提供科学依据。构建了由近场数据反演强震高频辐射的方法，保障石窟岩体地震动力响应分析能够在不同频域内开展，丰富了石窟岩体地震动力响应理论，在远场和近场以及石窟单体尺度上获得了石窟岩体的动力响应特征，充分考虑石窟岩体几何形貌特征对地震动力响应的影响，实现石窟岩体地震动力响应的精细化建模及动力响应特征分析，为石窟岩体地震动力稳定性分析控制提供支撑。提出了一种考虑地震作用过程的危岩体稳定性的拟动力分析方法，完善了石窟危岩体地震动力稳定性评价方法，针对石窟危岩体加固工程提出了新的石窟岩体锚固措施，提出了一种适用于多结构面控制危岩体的锚固设计方法，并根据保护需求研发了新型锚杆产品，为石窟岩体稳定性控制提供了有力支撑。在项目的实施和后续研究中，研究成果授权发明专利8项，实用新型专利10项，授权软件著作权3项，发表论文15篇。培养博士研究生3人，硕士研究生11人，获批省部级人才项目2项，获批国家级项目1项、省级项目3项，促进了“文物保护工程技术集成与应用研究”国家文物局重点科研基地的运行和组建。

研究成果获得中国商业联合会2023年度科技进步二等奖，已在云冈石窟、天梯山石窟、天龙山石窟、龙山石窟、乐山大佛等世界文化遗产和多项石窟类全国重点文物保护单位的保护工程中得到了成功应用，有效保护了我国价值极高的石窟类文化遗产，取得了巨大的社会效益。