2021年土木工程院士知名专家系列讲座 暨第十二届全国研究生暑期学校系列报道(二)

发布者:张洁琪发布时间:2021-07-27浏览次数:71


726日下午,暑期学校的结构与防灾、桥梁、岩土、力学、工程管理与市政六个分会场,邀请了各领域的知名专家为来自于全国各地的研究生带来精彩的线上报告。

一、结构与防灾专题分会场纪实

在结构与防灾专题分会场,重庆大学刘界鹏教授带来了题为“智能建造技术发展及其钢结构工程应用”的报告。刘界鹏教授任教于重庆大学,为国家级高层次人才、国家一级注册结构工程师,主要研究方向为钢-混凝土混合结构、装配式结构、建筑智能建造。

图一 刘界鹏教授作报告

在报告中,刘界鹏教授对全球建筑工业化、信息化发展现状做了回顾,指明了我国建筑业智能化转型升级的方向,并简单介绍了重庆大学在这一方面所做的工作和获得的成果。

在“建筑工业化与智能化融合发展趋势”专题中刘界鹏教授首先从宏观上分析了全球及中国建筑业的体量,引出了工业化和智能化是建筑行业发展的必然趋势。然后重点分析了我国内地建筑工业化遇到的发展瓶颈。接着刘界鹏教授总结了建筑业与信息技术的融合方法和未来发展方向。最后,针对目前的卡脖子问题,刘教授指出了解决方案,并鼓励在座学员走出舒适区,迎难而上。

图二 刘界鹏教授“建筑工业化与智能化融合发展趋势”专题报告


在“大型复杂钢结构智能数字化预拼装技术”专题中,刘界鹏教授简单介绍了自己课题组所做大型复杂钢结构智能化预拼装技术。介绍了该课题的研究背景,详细讲解了该课题的核心前沿技术:点云数据智能处理算法技术、构件尺寸智能检测技术和智能数字化预拼装技术。最终通过介绍典型工程应用,验证了方法的适用性和有效性。

图三 刘界鹏教授“大型复杂钢结构智能数字化预拼装技术”专题报告


刘界鹏教授的报告由浅入深、丰富生动,吸引了很多非本专题的学生前来听讲。同时刘界鹏教授关于智能建造现状的分析鞭辟入里,见解独到,给在座的学员开拓了视野,得到学员们的积极反馈。学员们提出了有关深度学习在健康监测中的应用、3D打印的成本等多个问题,刘教授结合自己的研究经历和工程实例给予了耐心解答,学员们收获颇丰。

随后,清华大学施刚教授带来题为“矩形钢管柱端板式连接钢结构抗震性能、设计方法和标准编制”的报告。施刚教授任教于清华大学土木工程系,连续7年入选中国高被引学者榜单,曾获国家科技进步二等奖,主编5部钢结构标准,参编25部国家、行业和协会标准。

图四 施刚教授作报告


在报告中施刚教授首先介绍了矩形钢管柱端板式连接钢结构构造的特点和基本属性。随后,施刚教授介绍该新结构的梁柱节点试验研究、三层足尺框架循环试验和五层缩尺框架振动台试验,对试验中的数据进行了详细的分析和解读,同时借助有限元的方法对影响该种新型结构展开了大规模参数分析。接着讲解了如何基于上述研究提出针对这种新型钢框架结构的设计方法,同时将标准编制的过程分享给了学员。最后提出了对该课题的思考和改进。

图五 施刚教授作报告


施刚教授的报告内容系统全面,讲解娓娓道来,既有详尽的理论知识也有大量的视频和图片说明,加深了学员对相关知识的理解,并对学员们的科研思路和方法有所启发。

二、桥梁专题分会场纪实

桥梁专题分会场,中铁大桥勘测设计院集团有限公司副总工程师万田保教授级高工带来了题为“大跨度悬索桥基于结构特征的精细化和耐久性设计”的报告。

万总主要从悬索桥的发展历程、结构行为特征、耐久性设计及防腐、涡激振动控制等几个方面对悬索桥的设计和施工进行了全面而深刻的阐述。报告中,万总结合大量的工程实例向学员们介绍了影响悬索桥耐久性的主要因素,提出了基于结构特征的大跨度悬索桥精细化和耐久性设计理念。

万总的报告深入浅出,生动形象,吸引了包括高校教师、设计院工程师及硕博士生学员等240余人在线互动并开展了热烈讨论,万总针对学员们提出的问题进行了细致和耐心的解答,学员们收获颇丰。


图六.万田保副总工程师作报告


三、岩土专题分会场纪实

在岩土专题分会场,由全国工程勘察设计大师顾国荣大师带来题为“岩土工程设计优化咨询及风险控制”的精彩报告。本次专题报告由东南大学土木工程学院邓文教授主持。

图七 全国工程勘察设计大师顾国荣作专题报告


顾国荣大师的精彩报告分为勘察行业发展历程、岩土工程设计与施工疑难问题、超高层建筑全过程咨询、基坑优化设计与风险控制、既有建筑加固咨询和结语共6个部分。

顾国荣大师首先带领学员们回顾了勘察行业的发展历程,介绍了勘察行业的工作类型由传统的工程地质、水文地质和工程测量三大部分,到90年代逐渐扩展到工程监测、工程检测、工程物探、岩土设计、岩土咨询、岩土施工等领域。为了提高单位在市场上的竞争力,顾大师将业务拓展至环境岩土、全过程工程咨询、地灾评估和地震安评、建筑设计、工程监理、造价咨询、既有建筑加固与改造和工程信息化等领域,涉及范围十分广泛。

随后顾大师向大家分析了现阶段岩土工程设计与施工各环节中存在的一些诸如勘察手段单一、岩土工程定量预测难度大、规范规定不明确、施工管理混乱等疑难问题。纸上得来终觉浅,顾大师结合实际工程案例,向大家展示了一些典型的工程问题和优化方法,让大家对于岩土工程设计有了更深入的了解。

最后,顾大师展望行业的发展,并给想要从事这个行业的学员们提出了宝贵建议。顾大师的精彩报告引起了学员们的热烈讨论,在交流环节,大家充分珍惜本次与顾大师交流的机会,争相提问,认真聆听顾大师耐心解答,收获颇丰。






四、力学专题分会场纪实

在力学专题分会场,兰州大学王记增教授带来了题为“非线性工程问题求解的多分辨分析方法研究”的报告,报告由工程力学系郭力教授主持。王老师首先介绍了自然现象和工程问题中的各种非线性因素,并且指出对非线性方程求解的精度很大程度上影响了物理问题解答的有效性,然后分析了传统方法在面对强非线性问题时所面临的困难和窘境。随后,王老师基于小波理论提出了针对非线性问题求解普遍适用的多分辨分析方法,建立了几乎唯一同时具有正交性、紧支性、拟插值性与拟线性相位等性质的小波基函数。王老师还介绍了利用边界延拓技术实现有限区间函数、导数与多重积分的高精度统一格式逼近的方法与实例。

图八 王记增教授作报告


之后,基于提出的小波逼近方法,王老师向大家介绍如何建立非线性初边值问题的同一求解格式,并将其应用于多个领域多种类型的数学、力学、工程问题的求解,进而取得高精度高效率的计算结果。最后,王老师表示所研发的算法得到了具有不同非线性特征力学问题的广泛检验,从而构建了从底层基函数到非线性问题统一求解格式系统,引发了与会同学的很大兴趣,算法的性能对从事计算仿真领域的研究人员展现出极大的吸引力,大家纷纷表示会后想要更深入的了解并学习该非线性求解方法。

第二场报告由南京航空航天大学王立峰教授主讲,报告的题目为“局域共振超材料带隙耦合研究”,报告由工程力学系何小元教授主持。王老师首先向大家科普了超材料的概念,展示了超材料不同寻常的材料特性和特殊应用,并指出超材料的应用在国防军工等领域的重大战略地位。之后,王老师从3D打印材料的粘弹性谈起,介绍了自己设计粘弹性周期结构的过程,展示了相关的实验研究结果,并且分析了粘弹性效应对带隙分布的影响,测量了弹性波在超材料中的传播特性。



图九 王立峰教授作报告


随后,王老师系统地介绍了将超材料周期结构应用于隔震结构研究方法和实验结果。通过建立几种混合周期材料模型,比较了几类构型的低频带隙分布,建立了超材料的参数优化路径,并且初步研究了利用压电效应实现超材料的多功能集成和主动控制机制。王老师对超材料的研究工作从实验和研究工作中的“误差”缘起,层层深入,不论是超材料的构型还是性能都在研究过程中逐渐优化。最后,王老师表示对于超材料他仍在不断学习和深入,希望未来能将超材料周期性结构应用于需要高效隔震的特殊建筑。

五、工程管理专题分会场纪实

在工程管理专题分会场,由清华大学刘竹副教授以及重庆大学申立银教授给大家带来了碳排放以及可持续领域的精彩报告。

刘竹副教授报告的题目为“碳排放的定量化方法”。双碳(“碳达峰”和“碳中和”)话题是最近的热点,加上716日的全国碳市场正式开市,有关“碳”的话题一度成为研究热点。这场报告也能带给我们诸多关于“碳”研究方面的思考。

刘老师首先介绍二氧化碳给全球带来的影响、全球二氧化碳排放量等基本情况,结合热点话题“碳中和”展开介绍全球二氧化碳含量的变化对全球的综合影响。之后对新冠疫情和气候危机给全球带来的挑战这一话题进行综合分析阐述,包括新冠疫情对全球碳排放的影响、碳排放量调查分析等,明确表示碳排放量数据统计的滞后性影响了对碳排放量实时数据以及准确预测数据的研究诉求。在明确碳排放定量分析的研究必要性这一基础上,刘老是开始详细讲解碳排放的定量方法,包括检测技术、算法等,最后刘教授对数据的获取网站进行了介绍,并欢迎感兴趣的同学加入团队。

刘老师的报告由浅入深、丰富生动,引起了学员们巨大的兴趣。刘老师在报告过程中与学员互动交流,学员们提出了碳排放定量的方法和未来的一些研究方向等问题,刘老师结合自己的研究经历给予了耐心解答,学员们收获颇丰。


图十 刘竹副教授作报告


随后由申立银教授带来题为“低碳建设驱动的城市可持续发展”的报告。申老师的报告主要分为四部分:低碳建设背景、低碳建设内涵、低碳建设驱动城市可持续发展机理和低碳城市建设路径案例库。

申老师首先介绍城市的系统概念,在明确城市是碳排放主要来源的基础上,对全球范围内低碳建设发展历程进行介绍。之后介绍我国低碳建设城市的基本情况。随后,申教授详细讲解低碳建设指标的分类和作用,并深入分析低碳建设相关要素,明确低碳建设驱动城市可持续发展的路径。最后,申教授介绍低碳城市建设路径案例库,表明低碳建设城市的重要性和战略作用。

申老师的报告内容系统全面、丰富多彩。在汇报最后,申老师就学员们关于一些新技术在城市可持续发展中研究进行讨论回答,学员们受益匪浅。


图十一 申立银教授作报告

六、市政专题分会场纪实

在市政专题分会场,代尔夫特理工大学的Chris Zevenbergen教授带来了题为“Shifting Time Horizons in Flood Risk Management”的主题报告。洪水风险管理是目前一直被广泛关注的焦点问题,结合前几天我国郑州特大暴雨造成的洪涝灾害,引发了我们对洪水风险管理问题的深入思考,这场报告对我们来说意义重大。

Chris Zevenbergen教授首先提出了两个问题,分别是目前洪水风险管理的挑战有哪些,从全球层面上我们应该采取何种策略应对洪水灾害,逐步引发我们的兴趣。随后列举了世界范围内发生的一些极端事件并介绍了洪水风险管理的演变过程:从最初的洪水事件发生后采取相应措施到我们如今的可以提前预测极端事件并能扭转这种局势。Chris Zevenbergen教授详细分析了预测性洪水风险管理系统的结构带给我们相应的启示。最后,教授介绍了应对未来预测中的一些不确定因素,同时也展望了未来科技的发展对灾害预测中的重大作用。

在汇报的最后各位师生也针对教授汇报中的Lead timeWarming time的区别以及洪水预测的实际问题等向教授进行提问,教授认真耐心的回答,思维火花不断的碰撞。Chris Zevenbergen教授报告由浅入深、丰富生动,引起了学员们巨大的兴趣。学员们收获颇丰。

图十二  Chris Zevenbergen教授作报告



/文:肖阳功杰、尚旭妍、阮思涵、陈飞、郭子文、时浩天、

王恒心、庞振浩、张洲铭、马艳宁、慈祥、臧凌、项璐