专心研究执著探索推动水利科技不断进步——访中国科学院院士陈祖煜

陈祖煜是我国水利水电、土木工程专家，中国水利水电科学研究院（以下简称水科院）教授级高级工程师，1984—1989年曾任水科院副院长，长期致力于边坡稳定分析研究．取得多项独创性学术成果，2005年当选为中国科学院院士。在水科院迎来50周年院庆之际，记者采访了陈祖煜院士。     

水工抗震设计规范和可靠性设计

在采用传统的安全系数法或可靠性设计法的问题上,目前在水利和水电部门间存在不同意见。由此给设计人员带来了一定的困惑和不便。本文概述了水工建筑物向可靠度设计方法发展的趋势及其在相当程度上仍依赖工程经验的水工建筑物应用中存在的问题。认为:潘家铮院士提出的"积极慎重,转轨套改"是解决矛盾的指导思想。可采用在以分项系数表征的极限方程中引入能反映非随机性不确定性的结构系数。迄今,在水工结构设计中,对目标可靠度的确定等问题尚有待深入研究,作用和材料性能的分项系数主要根据其自身变异特性,依托专家的工程经验确定。在给定的作用和材料性能的分项系数情况下,由与现行的安全系数套改确定结构系数。简介了经水利部和电力工业部共同颁布的现行《水工建筑物抗震设计规范》在修编中的转轨套改,并期盼这种处理方式能继续为两个部门所保持。     

板桩码头结构设计的目标可靠指标和抗力系数

根据板桩码头的特点,应用工程结构可靠度理论对板桩码头进行了可靠度分析.根据对国内14个代表性板桩码头的可靠度分析结果,并参考国内外有关标准规定的目标可靠指标,提出了我国板桩码头设计的目标可靠指标βT=3.5.为使我国的板桩设计达到目标可靠指标,经过可靠度分析,建议板桩"踢脚"稳定性验算抗力系数调整为1.3,锚碇结构稳定性验算抗力系数、板桩墙抗弯强度作用效应综合分项系数和拉杆拉力分项系数仍分别取为1.15,1.4和1.35.     

论水工建筑物的可靠性设计

主要由于替代惯用的单一安全系数法的分项系数极限状态方法被混同于可靠度分析法,至今特别在水工结构设计业界对其应用都存有争议。单一安全系数法包含了非随机性的工程经验因素和各类随机的不确定性,但不能区别各类随机不确定性的程度。可靠度分析法可以对各类不同程度的随机不确定性综合评价其失效概率,但不能计入目前对水工结构仍相当重要的工程经验因素。本文对若干导致争议的概念上的混淆作了澄清。在分项系数极限状态方法中各分项系数不仅可以区别各类随机不确定性的不同程度,且引入了表征工程经验的结构系数γd。因而显然要比单一安全系数法更为合理。目前为保持规范的连续性,各分项系数的取值总体上仍需和传统的安全系数相适应,因而实质上为多安全系数法,在安全水平的设置上与单一安全系数法并无本质差异。但它完全不同于可靠度设计方法,因为各分项系数独立确定,与目标可靠指标无关,且引入了结构系数。因而并无可靠度设计方法中的复杂理论、术语和统计样本不足等困扰。最后,简述了分项系数极限状态方法在《水工建筑物抗震设计规范》中成功应用的实例。     

溪洛渡大坝工程招标设计报告顺利通过审查

2006年8月11～14日，中国长江三峡工程开发总公司在溪洛渡工程工地组织召开了《金沙江溪洛渡水电站大坝工程招标设计报告》审查会。会议由三峡总公司总工程师张超然院士主持。会议邀请了中国水电水利规划设计总院、中国水电水利科学研究院、西北院、昆明院、华东院、华能澜沧江开发公司、长江水利委员会勘测设计院、三峡总公司科学技术委员会等单位的专家参加审查。溪洛渡工程建设部吴质斌主任和成都院副院长章建跃参加了会议。参加会议的单位还有三峡总公司科技环保部、三峡国际招标公司、溪洛渡工程建设部、成都院、二滩国际溪洛渡监理部等。     

成都院“机载激光扫描技术在高山区大型水电工程勘测设计中的研究与应用”成果达国际领先水平

6月14日,四川省科技厅在成都京川宾馆组织召开了由成都院和四川中水成勘院测绘工程有限责任公司共同开发的“机载激光扫描技术在高山区大型水电工程勘测设计中的研究与应用”成果鉴定会。由中国科学院成都分院山地所研究员周万村、中国科学院院士李小文等7位专家组成的鉴定委员会认真听取了项目的研究技术报告,     

分项系数极限状态法在水闸设计中的应用

以结构可靠度理论为基础，采用概率极限状态设计原则，结合工程实例探讨了分项系数极限状态设计法在水闸设计中的应用。分析结果表明，在水闸设计中运用分项系数极限状态设计法有其优点，分项系数直接体现了设计中有关因素的变异性对结构可靠性的影响，使结构设计更趋于合理；但对有关分项系数还需进一步探讨，有关地基地质参数的标准值需进一步配套。     

成都院13个工程项目荣获2009年度四川省“四优”奖

2010年3月19日,四川省住房和城乡建设厅在成都举行四川省优秀工程勘察、优秀工程设计、优秀工程建设标准设计、优秀工程勘察设计计算机软件获奖项目颁奖仪式。成都院唐家山堰塞湖应急除险工程、硗碛水电站工程等13个项目获奖,其中一等奖4项、二等奖5项、三等奖4项。     

我国闸门结构可靠度分析的现状

从荷载和抗力的统计分析、可靠度计算、闸门设计规范的校准、可靠度设计表达式和分项系数的确定等方面,对可靠度理论在我国闸门结构设计中的应用进行了较为系统的总结和讨论。针对我国闸门结构可靠度分析中存在的问题,提出相应的解决方法。论述了闸门设计规范采用可靠度理论的必要性和可行性,认为我国水利水电工程领域最终会全面应用可靠度理论,将闸门的设计规范修改成按可靠度理论设计宜早不宜晚。     

成都院《机载激光扫描技术在高山区大型水电工程勘测设计中的研究与应用》成果达到国际领先水平

6月14日,四川省科技厅在成都组织召开了由成都院和四川中水成勘院测绘工程有限责任公司共同开展的《机载激光扫描技术在高山区大型水电工程勘测设计中的研究与应用》成果鉴定会。由中国科学院成都分院山地所研究员周万村、中国科     

《高土石坝筑坝材料力学特性与变形控制理论研究及工程实践》及《深厚覆盖层上高面板坝建设与长效性能评估关键技术及实践》2项科技成果通过中国水力发电学会科技成果鉴定

2022年3月13日,由中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司(以下简称中电建西北院)完成的两项科技成果《高土石坝筑坝材料力学特性与变形控制理论研究及工程实践》及《深厚覆盖层上高面板坝建设与长效性能评估关键技术及实践》通过中国水力发电学会科技成果鉴定。鉴定会由中国水力发电工程学会组织,由陈祖煜院士、张建民院士担任主任委员与副主任委员,机械工业勘察设计研究院有限公司、中国水利水电科学研究院、三峡大学、清华大学、陕西省水利电力勘测设计研究院、黄河上游水电开发有限责任公司等单位的国家勘察大师、省勘察大师、相关专家及项目组人员参加本次鉴定会议。     

锦屏一级水电站大坝工程招标设计报告及施工规划报告咨询会议召开

2006年8月16～20日，中国水利水电建设工程咨询公司存成都主持召开了四川省雅砻江锦屏一级水电站大坝工程招标设计报告及施工规划报告咨询会议。有关单位的领导、专家和代表共计170余人参加了会议。中国工程院院士谭靖夷和马洪琪应邀出席了会议。     

扶壁式坞墙稳定性可靠度分析和分项系数法设计

可靠度校准是分析按规范设计的结构的可靠度,分析的是规范规定的结构安全度水平;分项系数设计法采用多个系数反映设计中各变量存在的不确定性,设计的结构比采用单一安全系数法具有更好的可靠度一致性,因此更为合理。结合《干船坞设计规范(水工结构)》(JTJ 252-87)的修订,对扶壁式坞墙稳定性进行了可靠度校准和分项系数法设计。提出了扶壁式坞墙抗滑和抗倾稳定性的设计可靠指标,给出了扶壁式坞墙抗滑和抗倾稳定性验算的分项系数表达式和分项系数的建议值。分析表明,按现行《干船坞设计规范(水工结构)》(JTJ 252-87)设计的扶壁式坞墙抗滑和抗倾稳定性的可靠指标分别为3.1和3.8。根据这一校准结果,确定扶壁式坞墙抗滑和抗倾稳定性验算表达式中的抗力分项系数分别为1.00和1.30。     

成都院的七个工程项目荣获四川省“四优＂奖

2006年度四川省“四优”奖即优秀工程设计、优秀工程勘察、优秀工程设计软件、优秀工程建设标准设计的参评项目有135项，经过专家组初评、“四优”评审委员会议通过、上网公示以及建设厅审批，共评定出一等奖23项、二等奖38项、三等奖40项。成都院获得三个一等奖、三个二等奖、一个三等奖，共计七个获奖项目，创下了成都院在一个年度内省级“四优”评选活动中获奖数量最多的新纪录，也充分展现了成都院的勘察设计技术实力和水平。具体获奖情况如下：     

《大岗山水电工程地震影响安全评价工作审查鉴定会》召开

为明确汶川大地震对大岗山工程的影响，指导下一步工程建设的顺利开展，6月16日，国电集团组织了大岗山水电工程地震影响安全评价工作审查鉴定会，与会专家有王思敬院士、陈厚群院士、林皋院士、张楚汉院士、赵增凯、孔宪京等，成都院大岗山项目部项目经理黄彦昆等各专业领导参加了会议。     

土基上厂房抗滑稳定承载能力极限状态与分项系数套改研究

现行的《水电站厂房设计规范》仍然以单一安全系数法为设计原则,该方法不能定量、科学地反映厂房工程的可靠性。该文遵照《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》（GB50199—94）,对厂房抗滑稳定承栽力极限状态表达式、土基上厂房抗力参数统计特征、分项系数进行了研究,较系统地提出了土基上厂房抗滑稳定的承载能力极限状态表达式及分项系数（套改）,并以厂房工程实例检验了其合理性。     

水工钢闸门结构系数的确定

在前期所做的对闸门设计规范可靠度校准的工作基础上，根据《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》等规范的有关规定，对闸门设计规范承载能力极限状态设计表达式中的5个分项系数的取值作了说明，根据给定的目标可靠指标及用钢量与现行规范相比变化不大的原则，着重对结构系数的取值作了计算分析，提出了结构系数的取值建议，为闸门设计规范采用可靠度理论设计方法提供了一些基本思路，结果可供闸门设计规范修订时参考。     

水闸闸室抗浮稳定承载能力极限状态分项系数套改研究

水闸工程已在水利水电工程中广泛应用,其结构的安全性需引起高度重视。但目前的单一安全系数法不能真实地反映结构的安全程度,宜采用分项系数极限状态设计法。水闸设计规范修订不仅包括结构的抗滑稳定及地基应力稳定,还需重视闸室的抗浮稳定。结合《（山区）水闸设计规范》修订之水闸结构设计分项系数套改研究选题,以《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》为指导,分析推导了闸室抗浮稳定承载能力极限状态方程,提出了对应的分项系数,辅以9座已建或待建水闸工程进行了成果合理性检验。     

水电站厂房抗滑稳定分项系数设计方法研究

依据GB 50199-1994的相关规定,开展了水电站厂房整体抗滑稳定的分项系数极限状态设计法研究,提出了厂房整体抗滑稳定安全度设置水平、结构重要性系数、地基材料性能分项系数、设计状况系数等的取值原则。采用工程经验校准法、可靠度分析法计算了沿建基面的抗滑稳定结构系数,并分别采用单一安全系数法和推荐的分项系数法按抗剪断强度公式进行了整体抗滑稳定计算。结果表明,按两种方法设计的水电站厂房抗滑稳定安全度水平较为接近,从而证明所提方法的有效性。本研究成果可为《水电站厂房设计规范》的修订提供参考。     

土基上闸室抗滑稳定承载能力极限状态与分项系数套改研究

目前水闸工程结构设计所采用的设计准则仍为单一安全系数法,该方法不能定量、科学地反映水闸工程的可靠性。遵照《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB50199-94),在查阅了国内外大量相关文献资料基础上,主要进行了土基上水闸抗力参数统计特征,闸室抗滑稳定承载力极限状态表达式的提炼以及分项系数的研究,首次较系统地提出了土基上闸室抗滑稳定的承载能力极限状态表达式及分项系数(套改),并以四川省七座水闸工程予以检验其合理性。