為解決地下結(jié)構(gòu)性能演化機制難清、健康狀態(tài)難知、結(jié)構(gòu)損壞難修等工程科學難題，2011年朱合華教授牽頭國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）項目“城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)性能演化與感控基礎理論”的研究。由國家科學技術學術著作出版基金資助出版的《盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)智慧感知理論、方法與實踐》一書主要源于黃宏偉教授團隊負責的課題三“超長線狀地下結(jié)構(gòu)狀態(tài)智慧感知理論與方法”的研究成果和后續(xù)多年的工程應用。

盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)智慧感知理論、方法與實踐購買

黃宏偉 王飛 張東明 何斌 著

ISBN 978-7-03-083306-8

責任編輯：任加林

隧道工程是國家重大基礎設施工程。我國隧道工程的建設速度與規(guī)模均居世界第一。盾構(gòu)隧道作為我國地下交通、能源輸送等重大基礎設施的核心載體，其建設規(guī)模和技術難度已位居世界前列。盾構(gòu)隧道穿越的復雜巖土介質(zhì)變異性高，變異系數(shù)超傳統(tǒng)土木材料200%。在盾構(gòu)隧道建設和運行過程中，由于地質(zhì)環(huán)境、結(jié)構(gòu)形式、運行條件和周邊施工等因素影響，盾構(gòu)隧道產(chǎn)生大量病害，引發(fā)結(jié)構(gòu)安全隱患和安全風險事故。在復雜惡劣環(huán)境下，半封閉盾構(gòu)隧道安全狀態(tài)感知難、成本高；預警響應滯后，安全風險難于控制，導致災害頻發(fā)，后果嚴重。保障盾構(gòu)隧道全生命周期安全，是基礎設施智能化轉(zhuǎn)型的核心命題，更是踐行國家防災減災戰(zhàn)略的重要舉措。盾構(gòu)隧道工程安全技術與產(chǎn)品攻關成為國家重大戰(zhàn)略需求。本書瞄準在復雜環(huán)境條件下的盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全風險識不清、測不準和傳不好等關鍵科學技術問題，論述了隧道工程結(jié)構(gòu)智慧感知的理論、方法、技術、產(chǎn)品和工程實踐。相關成果對我國地下工程安全風險管控和防災實現(xiàn)智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型起到了推動作用，相關推廣應用產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

全書立足國家重大戰(zhàn)略需求，構(gòu)建了盾構(gòu)隧道安全“風險精識-狀態(tài)精感-數(shù)據(jù)精傳”的完整技術體系。在理論層面，創(chuàng)建了復雜多重環(huán)境下盾構(gòu)隧道安全風險評價理論與感知指標體系，為風險量化識別提供了科學依據(jù)；在技術層面，率先研發(fā)系列化無線感知設備與多參數(shù)感知方法，突破了半封閉環(huán)境下精準監(jiān)測的技術瓶頸；在工程應用層面，構(gòu)建超低功耗無線智慧傳感網(wǎng)絡理論，打通了數(shù)據(jù)傳輸“最后一公里”，并成功將研究成果轉(zhuǎn)化為《基礎設施無線傳感網(wǎng)絡監(jiān)測技術規(guī)程》（T/CCES 17—2020），實現(xiàn)了“理論—技術—標準—實踐”的全鏈條落地。

盾構(gòu)隧道安全實時監(jiān)控系統(tǒng)示意

本書共7章，由多名相關專業(yè)教授撰寫。第1章緒論，主要介紹盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全現(xiàn)狀及存在問題，以及隧道工程安全智慧感知技術發(fā)展現(xiàn)狀；第2章復雜環(huán)境下盾構(gòu)隧道工程結(jié)構(gòu)安全風險特征，分別針對地層參數(shù)空間變異、外部擾動條件下，研究盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全性能，提出多重復雜環(huán)境作用下盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全風險評價指標；第3章盾構(gòu)隧道無線傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)，介紹系統(tǒng)的基本構(gòu)架、無線傳感網(wǎng)絡主要類型、適用于盾構(gòu)隧道的網(wǎng)狀網(wǎng)絡設計；第4章盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)多參數(shù)無線感知方法與傳感支點，針對盾構(gòu)隧道橫向變形、縱向變形、滲漏水、接縫及裂縫變形，研究多種參數(shù)的感知理論與方法，并研發(fā)相應傳感器，提出隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測位置優(yōu)化及魯棒性布設方法；第5章盾構(gòu)隧道工程環(huán)境下無線傳感網(wǎng)絡理論與方法，系統(tǒng)介紹隧道內(nèi)無線傳感網(wǎng)絡的通信影響因素、組網(wǎng)策略、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r空壓縮與恢復方法，并設計研發(fā)了低功耗、異構(gòu)無線傳感網(wǎng)絡；第6章無線傳感網(wǎng)絡在盾構(gòu)隧道工程中的試驗與工程應用實踐，介紹隧道正常運營期間和事故整治階段無線智慧感知技術的實際應用案例。第7章為總結(jié)與展望，即總結(jié)研究成果并展望盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)智慧感知的發(fā)展方向。

點擊翻頁

點擊翻頁

點擊翻頁

本書介紹了盾構(gòu)隧道工程安全風險智慧感知的理論、技術和方法及作者研究團隊最新的研究成果，希望讀者對隧道工程安全風險智慧感知技術有一個較為系統(tǒng)的了解，并能把握現(xiàn)有最新技術及發(fā)展方向。本書研究內(nèi)容得到了國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）、科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委員會、同濟大學、上海申通地鐵集團有限公司等的大力支持；感謝973課題組謝雄耀教授、周彪副教授、李剛副教授，黃栩、邵華、徐然、王魁、程姝菲、殷建國、薛哲敏、施靜康、謝欣、萬靈、郁宏杰、李永剛、許點紅等研究生的相關研究工作。感謝無錫悟莘科技有限公司在無線傳感網(wǎng)絡、傳感器研發(fā)的產(chǎn)業(yè)化及應用推廣中做出的貢獻。非常感謝朱合華院士欣然為本書作序。

本文摘編自《盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)智慧感知理論、方法與實踐》（黃宏偉等著. 北京 : 科學出版社, 2026. 1）一書“序”“前言”，有刪減修改。

盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)智慧感知理論、方法與實踐

黃宏偉 王飛 張東明 何斌 著

ISBN 978-7-03-083306-8

責任編輯：任加林

（本文編輯：劉四旦）

專業(yè)品質(zhì) 學術價值

原創(chuàng)好讀 科學品位

一起閱讀科學