朱合华院士：课题从工程中来，成果到工程中去

图说：朱合华  受访者供图（下同）

　　2021年中国工程院新增院士中，同济大学土木工程学院朱合华教授当选。朱合华长期从事岩体强度理论及地下结构全寿命设计方法、地下空间防灾安全和智慧地下基础设施建设的研究，是国际上较早开展数字地下空间与工程（DUSE）研究的学者之一，被国际同行认为是“城市基础设施规划、设计、施工和维护信息集成方法的国际开拓者之一”。

　　找到数字化研究方向

　　“数字化地下研究，源于工程，高于工程，服务于工程。”朱合华说。

　　计算机技术、土木工程是朱合华形影不离的两个“伙伴”，后来，他渐渐演化为数字化研究方向。1995年，朱合华在同济大学附近的小书摊上发现了当时的畅销书《数字化生存》，“Digital（数字）、Digital，这么厉害，简直可以颠覆认知！”朱合华自言自语，那段时间，“数字”二字始终萦绕在他的脑海里；另一件对他产生定向领航作用的是1998年《文汇报》上发表的“数字地球”概念。于是，当友人约他为《岩土工程界》期刊撰文时，朱合华迅即撰写了《从数字地球到数字地层——岩土工程发展新思维》一文，从此打开地下空间与工程数字化研究的大门。

　　朱合华从一开始研究数字地层、数字地下空间，到后来研究数字化工程，一步一个脚印，课题从工程中来，成果到工程中去。厦门翔安海底隧道是中国内地第一条海底隧道，全长8.695千米，跨海部分全长6.05千米，最大深度-70米，相当于18层楼高。多高？你往下看，底部的人就如一个土豆。可是，隧道还要在四周一片漆黑无方向的地下施工，所经之地地质状况极其复杂，陆域全强风化地段大断面浅埋暗挖施工、浅滩段透水砂层施工、海底风化深槽施工，个个都是难啃的骨头。建设方听说朱合华从事数字地下研究，很乐意“吃螃蟹”，积极开展数字海底隧道建设。朱合华团队的工作，使该项目成为了我国跨海隧道的一项示范工程。

　　研究领域遍布两大园地

　　团队的研究领域遍布数字地下空间、数字化工程两大园地。数字地下空间研究的足迹遍布上海世博地下空间、常州地下空间、延安新城地下基础设施等；数字化工程的研究遍布广州龙头山双洞八车道公路隧道、淮南望峰岗煤矿、上海长江隧道、世博500kV地下变电站和电力隧道、上海地铁一号线结构维护、上海中心深基坑、内蒙古林场公路隧道等。

　　围绕着这些工程，团队相继研究开发出“复合纤维和预应力管片结构技术”“盾构地层适应性理论和试验方法”“大断面、高水压、近间距下盾构施工微扰动控制技术”等一系列方法与技术，解决了复杂环境下地下建筑结构设计分析、施工安全与控制的一个又一个难题。

　　近年来，中国基建规模日新月异、“基建狂魔”离不开朱合华团队的一次次攻关。

　　他们又提出了地下空间工程全寿命数据采集-表达-分析-服务的数字化范式，攻克了安全建造的动态精细调控技术。研究成果成功应用于上海长江通道、贵州高速公路网、上海地铁网等重大工程，极大提高了工程安全、质量和效率，推动了工程建造和运维的数字化转型发展。

　　朱合华因此受邀为英国剑桥大学智慧基础设施国际顾问、国际岩土工程联盟（FedIGS）数据标准委员会（JTC2）主席。

　　近年来，大数据、云计算、数字孪生等信息新技术不断涌现。在数字化转型和智能建造的大潮中，如何借助现代信息技术手段，在人迹罕至的高山峻岭地区修建地下交通基础设施？朱合华提出开展岩体隧道动态设计的远程诊断分析，即将iS3平台作为数字底座，实现了基于数字孪生技术的岩体隧道支护的三维动态设计技术。三维动态设计技术成功应用于四川峨汉大峡谷隧道(最大埋深1940米，世界最深的公路隧道)施工中，仅用10分钟完成了现场三维远程实时动态支护设计，这在国际上首次实现，是隧道动态设计的重大技术突破。

　　朱合华说，目前正在开展交通地下工程的智能建造和智慧运维，以及城市地下基础设施的智慧化管控等相关技术研究和产品研发，更期待在数字化转型背景的土木信息工程学科得以茁壮成长。

　　新民晚报记者 张炯强