以典型的20 m²小型定日镜为对象，采用光-机集成建模方法，研究了自重和风载荷联合作用下定日镜的服役光学精度特性，综合考虑了定日镜工作高度角、风压大小和关键结构参数的影响。结果表明，沿镜面横向的斜率误差分量D_x要明显大于沿其竖向的D_y，螺栓数量N增加对D_x影响不显著，但能显著减小D_y，反射镜面自身刚度弱是其服役光学精度下降的主要原因；机架中角钢型材的边长a在30~50 mm之间对光学精度影响较小，但厚度t对光学精度的影响较为显著。定日镜结构变形与镜面斜率误差均随着风压载荷的增加而线性增加，且不同高度角β下总镜面斜率误差变化曲线斜率基本一致；仅在自重作用下，高度角0°~90°内总斜率误差能控制在1.45 mrad以内；镜面变形与其斜率误差分布规律完全不同，镜面斜率误差与镜面变形之间并非呈线性正比关系，采用光学精度进行评价或指导定日镜结构优化设计是最佳途径。

为了研究冷却塔原地倒塌爆破工艺，采用有限元软件进行切口模拟分析，用高清摄像头对筒体及人字形立柱变形进行数据采集，针对筒体变形时间、塌落速度、切口闭合变化、筒体扭曲变形后塌落范围情况进行了详细的分析。实践结果表明：冷却塔原地塌落切口设计并不能按常规4等分平均分配，四个区域对等分配易造成整体下座不倒，第四个区域周长（最后引爆）略大第一区域四分之一，四个区域孔内延期时间分别为MS4/MS8/MS8/HS3孔外为MS2; 通过有限元软件模拟筒体产生塌落趋势需要1 s,筒体的开槽口产生闭合需要3 s，筒体空中挤压扭曲触地需要6.8 s,各区域孔内延期时必须在合理时间内完成变形工作，经爆后影像分析测算与模拟时间相同，原地塌落筒体90%在池内，上部圈梁外抛出水池约6 m，对周边制氢站、循环水泵房、钢闸门等设施未造成影响; 未对23 m外天然气埋管造成影响,经测量天然气管网塌落振动值仅2.095 cm/s说明原地塌落爆破技术对于触地减震起到较大作用，能有效控制筒体塌落外抛距离。

介绍了一座高110 m的薄壁钢筋混凝土冷却塔的定向控制爆破拆除。针对冷却塔高度大、塔壁薄以及底部直径大的特点, 采用“开窗口、断钢筋、预留支撑板块”爆破方案, 预拆除中通过对冷却塔爆破缺口进行优化设计, 在爆破边沿开设2个简化的定向窗。在爆破区域仅对冷却塔人字柱底部和顶部进行布孔爆破, 将爆破切口分为5个起爆区域采用分区分段的非电毫秒延期起爆技术。为了有效控制爆破危害效应, 在冷却塔倒塌方向铺设缓冲土层及钢板进行双重防护有效地降低了塌落冲击振动, 在爆破切口处采用密目网和土工格栅覆盖相结合的防护措施有效地控制了飞石, 未对周围建(构)筑物造成损害。爆破效果表明: 在爆破切口边沿开设2个简化的定向窗窗口, 不仅减少了钻孔及相关工作量, 降低了安全隐患和防护难度, 而且提高了预处理部分的结构稳定性, 防止爆破切口处下坐; 通过对定向窗的简化设计, 使得冷却塔在倾倒过程中发生扭曲充分解体, 爆堆较为集中, 触地振动较小, 爆破效果良好。

针对复杂环境下单塔钢筋混凝土斜拉桥的爆破拆除, 设计了塔柱定向倾倒和主梁原地坍塌的组合拆除方式。中塔柱采用“倒台阶”式切口, 切口高度4 m。下塔柱首先采用机械法预处理形成两个宽1.3 m, 高4 m的窗口以降低其强度, 再布置炮孔进行爆破。主梁与拉索锚固处共设置4处爆破点, 采用松动爆破。孔深大于1.2 m的炮孔采用导爆索分段装药结构, 有效分散了炸药能量。孔外采用导爆管起爆网路, 中塔柱、下塔柱和主梁炸点分为3段起爆。针对桥梁下穿涵洞提出了“刚+柔”复合防护方法。在主梁触地区域设置沙袋减振墙形成柔性防护。同时, 沿涵洞走向布置焊接钢制骨架和橡胶垫层形成刚性防护。采用草帘、竹笆和钢丝网对爆破区域进行覆盖防护。起爆后, 塔柱向预定方向倾倒, 主梁原地坍塌, 分为数段, 再采用机械法处理。取得了良好的爆破效果, 未造成爆破飞石伤害事故, 也未对涵洞等建(构)筑物造成冲击破坏。本工程对单塔斜拉桥的爆破设计, 以及对下穿涵洞的防护措施可以为相似工程提供借鉴经验。

针对当前45°镜转扫模式的无人机机载激光雷达扫描效率低、视场角小的问题，提出一种四面塔镜扫描高精度三维成像方法。首先，设计一种面向无人机载激光雷达扫描的四面塔镜结构；其次，建立四面塔镜扫描成像模型，推导四面塔镜扫描坐标方程；再次，分析四面塔镜的轨迹特点和影响因素，并与45°镜的扫描轨迹进行对比；最后，通过实验对比四面塔镜和45°镜扫描无人机机载激光雷达获取的三维激光点云质量。结果表明，在相同转速下四面塔镜的扫描效率为45°镜的三倍以上，扫描点云密度高、厚度小、穿透性好，在高精度地形测绘中具有广泛应用前景。

利用广州高建筑物雷电观测站获得的600 m高广州塔上一次闪电3个回击放电过程的光谱资料，详细分析了广州塔上闪电光谱随时间的演化和随高度的变化特性，并通过对比实测的一组氮原子（NI）［856.8 nm，859.4 nm，862.9 nm］多重态的谱线强度比和理论计算值之比，验证了闪电近红外光辐射满足光学薄条件。结果表明：3个回击放电通道约在200 m以下发光较强；在回击放电初期，当向上传输的电流波还未到达通道顶部时，底部通道径向辐射光谱由较强的离子线和较弱的中性原子线组成，而通道顶部径向辐射光谱主要取决于下行先导，由较弱的离子线和较强的中性原子线组成；当回击电流波向上传输到通道顶部后，整个通道径向辐射出很强的离子线和很强的中性原子线，且离子线总强度和原子线总强度均随通道高度的增加而减小；在回击放电70 μs以后，200 m以上通道离子线总强度和原子线总强度随通道高度的增加基本保持不变。此观测结果也直接证实了闪电放电通道由一个辐射离子线的高温核心和一个辐射中性原子线温度相对较低的外围电晕组成。

针对高压输电铁塔爆破振动安全控制标准不明确，难以指导施工的难题，以某在建高速公路隧道工程为依托，设计单循环200 kg工业炸药量级隧道爆破掘进孔网参数，开展临近高压铁塔塔基质点爆破振动现场监测，对振动信号进行统计分析，研究了隧道爆破施工对临近高压铁塔的振动响应特征及振动信号的衰减规律。结果表明：随着爆心距的减小，塔基质点振动峰值合速度呈增大趋势，振动能量集中频带向低频方向发展，振动频率受隧道围岩裂隙发育程度的影响较明显；竖直方向的振速峰值均大于水平方向的振速峰值，要重点关注塔基竖向振动危害，防止塔基面介质的沉降；采用多段别延期起爆网路，严格控制低段别雷管的最大起爆药量，可有效削弱爆破振动对高压铁塔的危害效应。通过数据拟合，得出了本工程条件下隧道爆破质点振动传播衰减公式。本隧道工程将高压铁塔处的爆破振动速度控制在1.0 cm/s以内，确保铁塔安全运营，因此建议电力主管部门和制法机关适当放宽电力设施周边爆破作业的管控范围。

针对120 m高钢筋混凝土排气塔爆破拆除工程, 利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA, 采用分离式共节点模型, 对其倒塌过程进行数值模拟研究, 并结合录像资料进行对比, 分析其倒塌过程中结构支撑部、断裂部、顶部位置的失稳破坏过程及其运动状态。结果表明：长细比很大的筒体结构, 因其自重大惯性大, 并且结构外形有截面突变, 下坐过程中冲击破坏与加速下落相互作用, 故筒体在倒塌时在断面缺陷部位急剧收缩极易发生断裂; 由模拟得0.2 s时爆破切口形成, 应力集中首先在切口顶角出现, 倾倒一定角度后背部拉裂, 应力集中转移至切口底角; 前期应力重分布时间约4.5 s, 9 s时在结构75 m位置处出现裂隙, 筒体分离, 下筒体绕塑性铰缓慢倾倒, 上筒体自由落体; 录像得8.5 s时在结构约70 m位置出现裂隙约为截面突变处; 模拟倒塌长度范围为104 m, 在触地时速度达最大, 上筒体最大触地速度为49 m/s,下筒体速度达最大为29 m/s; 模拟倒塌时间约12 s实际为11.8 s, 与实际工程吻合得较好。

为了解决基于激光雷达（LiDAR）点云杆塔倾斜检测方法鲁棒性低、自动化程度差等问题, 利用杆塔塔身结构呈标准四棱台的特点, 提出一种基于杆塔塔身分层投影提取中轴点的激光点云杆塔倾斜检测算法。首先将杆塔点云沿高程方向进行分层, 求取分层点云的最小外接矩形, 确定外接矩形中心为杆塔中轴点; 其次利用外接矩形的面积、比例变化过滤塔头、高低腿等非对称杆塔结构, 以及外接矩形四边内切点高程值进行缺点、噪点检验, 在杆塔中轴线拟合之前剔除可检测的偏移点; 最后在空间直线拟合中引入抗差估计, 通过选权迭代的方式抑制其余偏移点对空间直线拟合的影响。结果表明, 该方法在不同塔型、不同点云密度下均有较好的适应性, 在缺点、噪点情况下抗粗差能力强, 与实测值对比偏差小于0.90‰。该算法具有较强的工程实用价值。