美國堪薩斯大學工程學院（美國堪薩斯州勞倫斯）的研究人員正在與美國聯(lián)邦機構合作，利用纖維增強聚合物、傳感器、人工智能和無人機加固美國各地的水壩和堤壩。

這個為期五年、耗資 770 萬美元的項目是由堪薩斯大學(KU)、美國陸軍工程研究與發(fā)展中心 (ERDC)、國土安全部科技局和美國陸軍工程兵團 (USACE) 合作推進的。

KU研究團隊由 Caroline Bennett、Dean R. 和 Florence W. Frisbie 研究生副主任、Glenn L. Parker教員兼土木、環(huán)境和建筑工程教授領導。

“該項目的重點是對當前運行的美國混凝土水壩進行維修和改造，重點是有效的損壞檢測，”貝內特說?！俺诵迯头椒ㄖ?，我們還將使用纖維增強聚合物材料（FRP）來解決損壞問題。具體來說，我們的目標是提升接縫處的滑動，抑制地震荷載期間壩頂與壩體之間的晃動，以及大壩混凝土溢洪道的損壞。我們的目標是延長現(xiàn)有混凝土水壩基礎設施的使用壽命，這些基礎設施大多建于 20 世紀30年代和40年代?！?/p>

近年來，這個時代的幾座水壩和堤壩因年久失修而經歷了災難性的垮塌。最近的一項評估得出的結論是，美國陸軍工程兵團 (USACE) 運營和維護的700多座水壩及相關結構中，有許多水壩和堤壩需要高達936億美元進行升級改造。

堪薩斯大學的研究人員正在探索新的、更安全的方法來評估大壩和堤壩的損壞，傳統(tǒng)上需要人工檢查。共同首席研究員、肯塔基大學土木、環(huán)境和建筑工程領域弗朗西斯·M·托馬斯主席理事會副教授李健表示，該團隊的方法將依賴于人工智能。

“我的主要職責是利用深度學習和計算機視覺來自動識別大壩損壞的位置和嚴重程度，例如需要玻璃鋼修復的混凝土裂縫和剝落，”李解釋道?！靶迯屯瓿珊?，這些位置就無法再進行檢查。因此，我們還將開發(fā)自感應玻璃鋼修復，以便能夠持續(xù)監(jiān)控修復區(qū)域，以確保長期安全。通過利用人工智能、計算機視覺和先進傳感等新興技術，我們的研究將極大地提高對全國大量混凝土大壩的及時修復、改造和維護?！?nbsp;

與此同時，堪薩斯大學的教職人員、博士后研究人員、研究生和本科生研究助理正在進行工作，以確定用于混凝土重力壩應用的纖維增強聚合物材料。材料表征和大規(guī)模測試正在三個不同的 KU 實驗室進行： 西校區(qū)結構測試中心、  Learned Hall 結構工程測試實驗室 以及 Lutz 斷裂和疲勞實驗室。 

土木、環(huán)境和建筑工程副教授 Rémy Lequesne 表示：“我們正在開發(fā)更有效的大壩檢查方法，并通過數據收集和模型開發(fā)，提供工程師可以用來決定是否以及如何修復的工具現(xiàn)有的水壩?！?/p>

勒肯將監(jiān)督混凝土大壩模擬接縫的實驗測試，包括修復和未修復的情況。“結果將帶來建議和新的建模工具，工程師可以使用它們來評估和設計維修，”他說。

此外，KU 研究人員將對 FRP 材料的所有研究進行審查，特別是對碳纖維增強材料的研究，為該項目提供信息。 

來源：復合材料體驗館