摘要： 随着工业４4.0概念的发展，数字孪生技术（ｄｉｇｉｔａｌ ｔｗｉｎ）已经成为智能制造和产品全寿命周期管理相关领域的主要数字化解决手段。在工程建设领域，提升土木工程结构数字化防灾能力和管理水平是未来智慧城市建设的重要环节。建立精确可靠的数字孪生模型，一方面，可以帮助实现工程灾害的精准防控和重大灾害事故的风险识别预警；另一方面，数字孪生也为未来城市的数字化建设和管理提供了技术基础。本文首先对数字孪生技术的基本概念和阶段性发展成果进行梳理，总结了在土木工程领域里孪生数据获取和构建数字孪生体的技术手段。最后，从结构运营评估、灾害仿真推演和数字孪生城市建设三个领域来回顾与展望数字孪生技术在土木工程领域的应用进展。

摘要: 磷酸镁水泥(MPC)因其高性能和良好的耐腐蚀性被应用于盐渍土地区,但由于其脆性高,在工程长期使用过程中会出现大量的微裂缝,从而影响MPC结构的耐久性和使用寿命。玄武岩纤维(BF)作为新型纤维被添加到MPC 中,以进一步提高MPC 在盐碱土地区的应用效果和耐久性能。因此,通过掺加不同体积掺量的BFRMPC在复合盐溶液(5%Na2SO4+3.5%NaCl)中进行冻融加速试验,借助XRD、SEM-EDS能谱分析、低场核磁共振技术(NMR)微细观孔隙结构来揭示BFRMPC的腐蚀劣化机理。试验结果表明:在复合盐冻融耦合环境下,BF的掺入可以显著加强MPC的耐腐蚀性能,而掺入0.09%体积掺量的BF使得MPC强度提升最为明显且腐蚀程度最低,同时BF的添加减弱了水泥侵蚀后孔隙的劣化,较普通MPC凝胶孔占比增大了5.74%,大孔占比降低了26.38%。

摘要：通过对耐候桥梁钢关键焊接技术开展研究，研发了耐候焊接材料及工艺，确定了适用的焊接工艺窗口，解决了耐候桥梁钢焊接性差、对热输入敏感等问题，保证了焊缝力学性能、耐候性与母材相匹配，焊缝冶金质量高，满足了免涂装使用要求。研究成果已成功应用于美国阿拉斯加铁路桥、港珠澳大桥、官厅水库公路桥及黑河大桥等项目，经济效益、社会效益和环境效益显著。

摘要：水泥基材料中的气泡调控一直以来都是学科难题，通过多因素提高水泥基材料中气泡的稳定性和可控性，对提高水泥基材料的流变性能和耐久性能具有十分重要的意义。在众多影响因素中，气泡调控型聚合物表面活性剂在水泥基材料气泡调控中起到十分关键的作用。文中首先对新拌混凝土中气泡的形成和破灭过程进行了简单介绍，综述了影响气泡稳定性的主要因素，如引气型外加剂、减水剂及纳米颗粒等对气泡稳定性的影响，同时介绍了近年来引气型外加剂的合成研究进展。最后，讨论了水泥基材料中气泡对混凝土性能的重要意义。

摘要：电解金属锰渣可以作为软土路基填筑的材料，但电解金属锰渣的含水率过高，且具有一定的毒性。研究通过对电解金属锰渣进行固化，探究了其固化的机理，然后设计了固化电解金属锰渣路用性能验证实验，分析其在软土路基填筑中的应用效果。实验结果表明，加入固化剂固化后最大干密度增加，最优含水率降低。CBR值特性实验中，在掺量为６%时，添加水泥的CBR值增长了54.22%，添加石灰的CBR值增长了62%；在石灰掺量为3%时，CBR值达到为14%。电解锰渣回弹模量实验中，加入固化剂后，回弹模量增长。实验结果说明了固化后的电解金属锰渣具有较好的路用性能，研究将对提高软土路基填筑质量、降低工程风险具有重要的实践意义。

摘要: 混凝土是基础设施建设的主体建筑材料。继钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土与纤维混凝土之后，基体微结构调控与性能提升将成为未来混凝土技术第四次飞跃的主要驱动力。本文从近年来混凝土技术发展现状与趋势两个方面入手，重点介绍了混凝土的工作性调控、裂缝控制、力学性能提升、耐久性提升四个方面的主要技术现状，同时对上述混凝土技术的主要发展趋势进行了展望。

摘要：文中阐述了建筑钢结构行业构件的特点以及焊接机器人在建筑钢结构行业应用面临的难题。通过对几种焊接机器人功能及优缺点的阐述，分析了焊接机器人在建筑钢结构行业目前应用的现状。焊接机器人与新兴技术的融合必将会推动钢结构行业智能化制造的进程。

摘要：多向钢节点作为连接大型钢结构的关键构件，承载钢结构建筑各方向的力，对其安全性起至关重要的作用。基于七向钢节点结构特点，文中研究了电弧增材制造钢结构建筑的七向钢节点，采用分区成形、平曲面切片及摆动填充的路径规划方法，将其分为直臂圆管区、相贯区和支管延长区3个区域，相贯区包括两管相贯、三管相贯和四管相贯3 种类型。直臂圆管区和支管延长区采用摆动工艺进行堆积，两管相贯、三管相贯和四管相贯区分别采用曲面切片的路径规划进行堆积。对堆积完成的构件进行成形精度检测、微观组织的观测和力学性能的测量。结果表明，七向钢节点构件成形尺寸偏差为±1.32mm，成形精度较高。微观组织为铁素体和珠光体，构件的抗拉强度和屈服强度相对于同成分铸件分别提高了约30%和105%，电弧增材制造的七向钢节点满足使用要求。

摘要: 冷弯薄壁型钢柱可以做成多种截面形式，其中最常用、研究最多的是U形截面(又称槽形截面)和C形截面。然而，冷弯薄壁型钢柱在拥有自重轻、施工周期短等优点的同时，也容易发生屈曲破坏，不利于结构受力。以往的研究表明: 带有复杂卷边的冷弯薄壁槽钢柱(又称G形截面柱)具有较高的极限承载力以及畸变屈曲临界应力。采用试验及有限元分析方法，对两端铰接G形截面柱的轴压受力性能进行研究。为了解不同截面尺寸以及构件长度对G形钢柱破坏模式和极限承载力的影响，对18根名义厚度为2．0mm的冷弯薄壁G形截面柱进行了轴压试验，分析了构件的破坏模式、荷载－位移曲线、荷载－应变曲线以及极限承载力。构件共有三种截面尺寸(名义腹板高度分别为150，200，300 mm)，构件长细比的变化范围为15～70。试验前对构件的实际尺寸、材料属性和初始几何缺陷进行了测量。试验中观察到: 名义腹板高度为150mm的构件发生畸变屈曲破坏; 对于名义腹板高度为200mm和300mm的构件，当构件长度小于或等于1000 mm时，发生局部屈曲破坏，其余长度的构件发生局部与整体相关屈曲破坏，局部屈曲的半波长度与柱子腹板高度大致相等。然后在有限元分析软件ABAQUS中建立有限元模型对构件进行模拟，并基于试验结果验证了模型的准确性。随后利用验证后的有限元模型分析截面翼缘宽厚比、腹板高厚比和复杂卷边尺寸对冷弯薄壁G形截面柱极限承载力的影响。结果表明，G形截面柱极限承载力随着翼缘宽厚比以及复杂卷边尺寸的增加而增加，随着腹板高厚比的增加而降低。

摘要：传统水泥基材料功能单一，无法满足现代社会快速发展的物质文明与复杂工程需求。现代建筑的智能化进程对水泥基材料的发展提出了新挑战，除了满足高强度、高耐久性等基本要求，还需要其具有多样化的附加性能（如保温、耐火、自清洁、电磁屏蔽以及离子固化等），以推动现代建筑的多功能化发展，实现建筑的智慧化转型，布局智慧城市建设。此外，为响应国家新材料新能源发展战略的要求，建筑的节能环保效应成为了水泥基材料发展与应用的又一重大难题。因此，越来越多的研究致力于纳米改性水泥基材料的多功能化发展，旨在为现代水泥基材料的绿色转型及建筑的智慧化转型提供应用基础。本文从纳米SiO2、纳米TiO2、碳纳米管（CNT）及氧化石墨烯（GO）等纳米材料对水泥基材料的功能化改性入手，比较与分析了不同纳米材料的特性、掺入方式及掺量等因素对水泥基材料功能化改性性能的影响；从材料层面分析了不同改性方式对水泥基材料功能化的主要影响机理。最后，本文以“纳米改性-功能化”对应关系的建立为前提，提出了纳米改性水泥基材料多功能协同发展的概念，为现代建筑绿色可持续发展提供依据并提出了展望。