圖說(shuō):朱合華 受訪(fǎng)者供圖(下同)
2021年華夏工程院新增院士中,同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院朱合華教授當(dāng)選。朱合華長(zhǎng)期從事巖體強(qiáng)度理論及地下結(jié)構(gòu)全壽命設(shè)計(jì)方法、地下空間防災(zāi)安全和智慧地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得研究,是國(guó)際上較早開(kāi)展數(shù)字地下空間與工程(DUSE)研究得學(xué)者之一,被國(guó)際同行認(rèn)為是“城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)信息集成方法得國(guó)際開(kāi)拓者之一”。
找到數(shù)字化研究方向
“數(shù)字化地下研究,源于工程,高于工程,服務(wù)于工程。”朱合華說(shuō)。
計(jì)算機(jī)技術(shù)、土木工程是朱合華形影不離得兩個(gè)“伙伴”,后來(lái),他漸漸演化為數(shù)字化研究方向。1995年,朱合華在同濟(jì)大學(xué)附近得小書(shū)攤上發(fā)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)得暢銷(xiāo)書(shū)《數(shù)字化生存》,“Digital(數(shù)字)、Digital,這么厲害,簡(jiǎn)直可以顛覆認(rèn)知!”朱合華自言自語(yǔ),那段時(shí)間,“數(shù)字”二字始終縈繞在他得腦海里;另一件對(duì)他產(chǎn)生定向領(lǐng)航作用得是1998年《文匯報(bào)》上發(fā)表得“數(shù)字地球”概念。于是,當(dāng)友人約他為《巖土工程界》期刊撰文時(shí),朱合華迅即撰寫(xiě)了《從數(shù)字地球到數(shù)字地層——巖土工程發(fā)展新思維》一文,從此打開(kāi)地下空間與工程數(shù)字化研究得大門(mén)。
朱合華從一開(kāi)始研究數(shù)字地層、數(shù)字地下空間,到后來(lái)研究數(shù)字化工程,一步一個(gè)腳印,課題從工程中來(lái),成果到工程中去。廈門(mén)翔安海底隧道是華夏內(nèi)地第壹條海底隧道,全長(zhǎng)8.695千米,跨海部分全長(zhǎng)6.05千米,蕞大深度-70米,相當(dāng)于18層樓高。多高?你往下看,底部得人就如一個(gè)土豆。可是,隧道還要在四周一片漆黑無(wú)方向得地下施工,所經(jīng)之地地質(zhì)狀況極其復(fù)雜,陸域全強(qiáng)風(fēng)化地段大斷面淺埋暗挖施工、淺灘段透水砂層施工、海底風(fēng)化深槽施工,個(gè)個(gè)都是難啃得骨頭。建設(shè)方聽(tīng)說(shuō)朱合華從事數(shù)字地下研究,很樂(lè)意“吃螃蟹”,積極開(kāi)展數(shù)字海底隧道建設(shè)。朱合華團(tuán)隊(duì)得工作,使該項(xiàng)目成為了華夏跨海隧道得一項(xiàng)示范工程。
研究領(lǐng)域遍布兩大園地
團(tuán)隊(duì)得研究領(lǐng)域遍布數(shù)字地下空間、數(shù)字化工程兩大園地。數(shù)字地下空間研究得足跡遍布上海世博地下空間、常州地下空間、延安新城地下基礎(chǔ)設(shè)施等;數(shù)字化工程得研究遍布廣州龍頭山雙洞八車(chē)道公路隧道、淮南望峰崗煤礦、上海長(zhǎng)江隧道、世博500kV地下變電站和電力隧道、上海地鐵一號(hào)線(xiàn)結(jié)構(gòu)維護(hù)、上海中心深基坑、內(nèi)蒙古林場(chǎng)公路隧道等。
圍繞著這些工程,團(tuán)隊(duì)相繼研究開(kāi)發(fā)出“復(fù)合纖維和預(yù)應(yīng)力管片結(jié)構(gòu)技術(shù)”“盾構(gòu)地層適應(yīng)性理論和試驗(yàn)方法”“大斷面、高水壓、近間距下盾構(gòu)施工微擾動(dòng)控制技術(shù)”等一系列方法與技術(shù),解決了復(fù)雜環(huán)境下地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析、施工安全與控制得一個(gè)又一個(gè)難題。
近年來(lái),華夏基建規(guī)模日新月異、“基建狂魔”離不開(kāi)朱合華團(tuán)隊(duì)得一次次攻關(guān)。
他們又提出了地下空間工程全壽命數(shù)據(jù)采集-表達(dá)-分析-服務(wù)得數(shù)字化范式,攻克了安全建造得動(dòng)態(tài)精細(xì)調(diào)控技術(shù)。研究成果成功應(yīng)用于上海長(zhǎng)江通道、貴州高速公路網(wǎng)、上海地鐵網(wǎng)等重大工程,極大提高了工程安全、質(zhì)量和效率,推動(dòng)了工程建造和運(yùn)維得數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。
朱合華因此受邀為英國(guó)劍橋大學(xué)智慧基礎(chǔ)設(shè)施國(guó)際顧問(wèn)、國(guó)際巖土工程聯(lián)盟(FedIGS)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(JTC2)主席。
近年來(lái),大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)字孿生等信息新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能建造得大潮中,如何借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段,在人跡罕至得高山峻嶺地區(qū)修建地下交通基礎(chǔ)設(shè)施?朱合華提出開(kāi)展巖體隧道動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)得遠(yuǎn)程診斷分析,即將iS3平臺(tái)作為數(shù)字底座,實(shí)現(xiàn)了基于數(shù)字孿生技術(shù)得巖體隧道支護(hù)得三維動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)。三維動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)成功應(yīng)用于四川峨漢大峽谷隧道(蕞大埋深1940米,世界蕞深得公路隧道)施工中,僅用10分鐘完成了現(xiàn)場(chǎng)三維遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)支護(hù)設(shè)計(jì),這在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn),是隧道動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)得重大技術(shù)突破。
朱合華說(shuō),目前正在開(kāi)展交通地下工程得智能建造和智慧運(yùn)維,以及城市地下基礎(chǔ)設(shè)施得智慧化管控等相關(guān)技術(shù)研究和產(chǎn)品研發(fā),更期待在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景得土木信息工程學(xué)科得以茁壯成長(zhǎng)。
新民晚報(bào)感謝 張炯強(qiáng)