为做好2019年度云南省科学技术奖励提名工作，完善科技奖励的社会监督工作，确保科技成果奖励的公正性，根据《云南省科学技术奖励办法》（云南省人民政府令第157号）、《云南省人民政府办公厅关于印发云南省深化科技奖励制度改革实施方案的通知》（云政办函〔2018〕98号）等相关文件规定及《云南省科技厅关于2019年度云南省科学技术奖提名工作的通知》（云科奖发〔2019〕1号）的相关要求，现对以下项目的基本情况、项目简介、候选人对项目的贡献情况、代表性论文专著情况等信息予以公示，公示期为8天（2019年5月6日-2019年5月13日）。

公示期间任何对公示内容有异议的单位或个人，请在公示期内实名并提供书面材料向科学技术院反映。

联系人：科学技术院 李老师

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联系邮箱：kmustzhb@163.com

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2019年5月6日

一、项目基本情况

项目名称：光学无损检测方法及其在土木工程材料损伤机理分析中的应用研究

主要完成人及所在单位：郭荣鑫（888集团官网登录），夏海廷（888集团官网登录），

马倩敏（888集团官网登录），姚学锋（清华大学），

许蔚（888集团官网登录）

拟提名情况：云南省自然科学奖

二、项目简介

1、研究内容

土木工程材料的损伤演化机理研究，是土木工程领域一直以来的技术难题，该领域的研究涉及实验测量，数值模拟，理论分析等诸多方面。本项目在国家自然科学基金等项目的资助下，经过数十年钻研和探索，在土木工程材料先进光测方法的研究与应用方面，取得了丰硕成果。项目首先基于相关理论基础，对焦散线法、相干梯度敏感法和数字图像相关法等光实验方法以及相应的实验数据分析手段进行改进与创新，再运用新方法对功能梯度建筑材料模型和耐高温改性轻骨料混凝土材料的破坏与损伤行为进行测试，并结合自主建立的实验分析模型，对功能梯度建筑材料模型和耐高温混凝土材料的损伤演化机理进行分析，取得了一系列的理论研究成果，获得国内外相关领域专家与学者们一致认可，为新型土木工程材料的开发与应用提供了理论与技术支撑。

2、科学发现点

本项目主要有以下三个科学发现点

（1）对数字图像相关法、彩色数字全息干涉法和相干梯度敏感法等光学无损检测方法进行了改进，为先进土木工程材料损伤断裂机理分体提供了有效的手段。提出了平均灰度二阶导数这一新的散斑图质量评价参数，并且利用相关实验验证了这一评价参数的有效性，为数字图像相关法中高质量散斑图的制备和选取提供了指导，与原位扫描电镜方法结合，可实现先进土木工程材料细观损伤机理的分析。对彩色数字全息方法的相位处理问题进行了深入的研究，提出了基于最小二乘、迭代和相位梯度校正的相位解包裹算法，以及基于二阶相位梯度的位错检测与掩模处理方法，实现了对含有位错和较高散斑噪声的相位图的解包裹与修复处理，可实现对先进土木工程材料表面三维变形场的实时、无损、定量测量。将相干梯度敏感法应用于材料内部损伤断裂演化的实验测量，提出了基于条纹分布确定裂纹尖端应力强度因子的方法，为土木工程材料内部损伤演化分析提供了一种可行的模拟实验方法。

（2）通过数字图像相关法，焦散线法和相干梯度敏感法对功能梯度建筑材料模型的裂纹扩展和破坏特性进行了测试分析，建立了不同光测几何参数（焦散线、光斑、散斑）与应力强度因子、弹性模量、梯度参数等材料性质参数之间的解析关系，分析了材料裂纹尖端应力和应变场性质，归纳了梯度性质对材料裂纹扩展和破坏行为的影响规律和材料的损伤演化机理。实验结论和有限元模拟结果吻合度较高，为理论分析提供了有效的验证手段，也为功能梯度建筑材料性能的实际测试与分析提供了理论支撑。

（3）通过热辐射作用下高温图像相关原理，基于Maxwell电磁理论以及Planck辐射法则，考虑热辐射作用对图像灰度的影响，首次提出了基于平均灰度技术的高温数字图像相关测试方法。并系统讨论了高温对改性轻骨料混凝土材料力学性能的影响，应用上述方法分析了混凝土高温损伤机理并提出了改善措施。

3、科学价值及同行评价

土木工程建设已进入到安全、节能、环保、耐久的阶段，新型建筑材料的研究将是土木工程领域未来的重要发展方向。本项目的研究，紧跟行业发展，积极开展建筑材料服役性能实验方法和相关理论机理的研究，先后获得国家自然科学基金15项，获授权发明专利20项，发表被SCI、EI检索论文61篇。其中20篇核心做影响因子共计47.95，他引共计330次，包括SCI他引208次，得到国内外同行和专家的一致认可。研究成果既包括实验方法和数据分析理论的创新；也包含先进建筑功能材料制备与性能优化方面的突破，为土木工程材料损伤演化机理的探索，提供了有效的实验和理论分析手段，同时对建筑材料服役性能的评估、检测与预警提供了技术与理论支撑。项目研究所针对的功能梯度材料和耐高温改性轻骨料混凝土材料，近年来一直是土木工程材料领域的研究热点，因此本项目的研究成果，对于推动行业发展，提高国家科技竞争力具有积极作用。

三、候选人对项目的贡献情况

四、代表性论著

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