他的“雙K斷裂理論模型”，為混凝土結(jié)構(gòu)裂縫安全評價提供了科學基礎(chǔ)，在國際上獲得極大影響力，并在我國長江三峽等多座大壩工程獲得成功應(yīng)用。

他是中國科學院院士徐世烺。幾十年潛心研究，攻破混凝土安全“最后一公里”。

▲徐世烺院士訪談

實現(xiàn)“混凝土安全”的夢想生根發(fā)芽

“我是1974年上的大學，1975年河南發(fā)洪水，那洪水非常慘烈，所有水庫都滿了。那個水庫是咱們國家50年代建的，質(zhì)量還不夠好，后來那個洪水太大就把大壩沖垮了，造成了很大的損失?！?

1975年8月，在河南省駐馬店等地區(qū)發(fā)生水庫垮壩災害，洪水肆意橫流。談到這場慘烈的水庫垮壩悲劇，徐世烺臉上露出凝重的神情。

中國古代有一句話，千里之堤，潰于蟻穴。1979年，徐世烺考上研究生，湖南柘溪有一座大壩出現(xiàn)了裂縫，湖南省委壓力非常大，邀請國內(nèi)學術(shù)界開展了混凝土斷裂力學研究，也是從那天開始，徐世烺走上了混凝土領(lǐng)域的科研道路。他深刻感覺到了混凝土結(jié)構(gòu)安全領(lǐng)域?qū)野踩年P(guān)鍵性作用，期望能在這方面能夠做出自己的貢獻。

1988年徐世烺獲大連理工大學博士學位，1990年晉升副教授。

1992年3月他赴英國威爾斯大學卡迪夫分校做高級訪問學者和訪問教授，10月轉(zhuǎn)赴德國作洪堡基金博士后研究員，接著在德國斯圖加特大學結(jié)構(gòu)材料研究所擔任研究工程師和客座教授，并于2004年2月底全職歸國。

2005年至2009年他任大連理工大學特聘教授，2010年創(chuàng)建了浙江大學高性能建筑結(jié)構(gòu)與材料研究所并擔任首任所長，并于2021年當選為中國科學院院士。

“三行公式”成為業(yè)界的安全定律

我們生活在混凝土無處不在的時代。高樓、大壩、橋梁……每一處基礎(chǔ)設(shè)施建筑，都離不開混凝土。混凝土在造福人類的同時，因裂縫導致的安全事故也常有發(fā)生。究其裂縫原因，多是源自混凝土脆性大、易開裂的天然屬性。

如何增韌控裂？如何研發(fā)2.0版本高韌性混凝土？徐世烺用幾十年的“死磕”交出了他的答卷——三行極其簡潔的公式，包含兩個用字母K來表示的實驗參數(shù)，這三行公式被業(yè)界稱為“雙K斷裂理論”。

徐世烺研究發(fā)現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，從起裂、穩(wěn)定擴展到失穩(wěn)破壞，要經(jīng)歷三個不同階段。所以，不能用單一狀態(tài)的判據(jù)來判斷整個過程，至少需要兩個不同的參數(shù)，一個描述起裂，一個描述臨界失穩(wěn)。

此前的理論，只能表示裂縫單一臨界狀態(tài)，有一定局限性。雙K斷裂理論不但可以描述裂縫導致的失穩(wěn)狀態(tài)，也可以準確判斷裂縫何時開始穩(wěn)定擴展。徐世烺的標志性論文發(fā)表在權(quán)威期刊《國際斷裂學報》上，當期雜志一共89頁，這篇論文的篇幅占了81頁。

2005年，我國第一部水電水利行業(yè)標準《水工混凝土斷裂試驗規(guī)程》就是以雙K理論為基礎(chǔ)制定的。

2012年，南水北調(diào)水源工程丹江口大壩加高工程出現(xiàn)裂縫，長委設(shè)計院與徐世烺課題組開展研究，并將大壩中取樣的5噸芯材樣品運到浙江大學實驗室。徐世烺課題組進行了一系列參數(shù)測試后，提出了合理建議，新的供水方案不僅水壩水位提高了，還順利實現(xiàn)向北京供水。

2015年11月，西班牙召開“混凝土斷裂中的雙K方法學國際會議”。會上“雙K”第一次被稱為混凝土斷裂力學研究領(lǐng)域的“方法學”，標志著雙K斷裂理論應(yīng)用的廣泛性得到了新認可。2016年1月，徐世烺的“混凝土結(jié)構(gòu)裂縫擴展過程雙K斷裂理論及控裂性能提升基礎(chǔ)研究”成果獲得2015年度國家自然科學獎二等獎。2021年，國際結(jié)構(gòu)與材料實驗室、研究所專家聯(lián)合會（RILEN）頒布了由徐世烺領(lǐng)銜制定的《混凝土裂縫擴展過程雙K準則試驗確定方法》國際標準，這標志著徐世烺首創(chuàng)的雙K斷裂理論獲得了國際廣泛使用和權(quán)威認定。

在徐世烺看來，雙K斷裂理論揭示的自然原理并不復雜，普通實驗室用國產(chǎn)常規(guī)實驗設(shè)備和儀器，就能取得公式所需要測定的實驗參數(shù)。

被教科書忽視的“變形”成為突破口

“我們的教科書只強調(diào)應(yīng)力和強度，沒有強調(diào)變形，其實變形對材料性能非常重要，變形和強度，一個材料的兩個方面，缺一不可?！?

一條不起眼的裂縫隱患，可以毀壞一項重大基礎(chǔ)設(shè)施。為了讓混凝土變得又韌又強，并用于大型建筑工程，徐世烺首先建起纖維增韌混凝土多縫開裂力學模型，實現(xiàn)高韌性纖維混凝土性能的可控優(yōu)化設(shè)計，并依托力學模型，發(fā)明和制備了性能穩(wěn)定的高韌性纖維混凝土。

徐世烺說，高強高韌性混凝土極限抗拉應(yīng)變最高可達8.4%，這個數(shù)值比普通混凝土高出800倍。與普通砂漿、混凝土脆性斷裂完全不同，高韌性混凝土具有優(yōu)異的韌性，最大裂縫寬度遠小于0.1mm，完全滿足嚴酷條件下的耐腐蝕耐久性要求，為工程結(jié)構(gòu)安全提供關(guān)鍵性材料保障。

此外，高韌性纖維混凝土的導熱系數(shù)僅為普通混凝土的1/4，抗裂防滲性能優(yōu)越。徐世烺試驗發(fā)現(xiàn)，當模板厚度大于75cm時，可以確保厚度20m的混凝土壩塊在越冬期間不會出現(xiàn)溫度裂縫，團隊還發(fā)明了龍骨嵌扣式、螺栓鉆孔式、互扣式等多個系列連接結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了永久模板的快速裝配連接。

“做科研要努力做到頂天立地，造福更多的人?！?/strong>