2025IFUS精选报告丨日本工程院院士陈光齐
阅读：次 发布人：地下空间开发大会
2025年9月25日-26日，第十二届国际地下空间开发大会（IFUS 2025）在上海成功召开，汇聚了国内外顶尖专家，围绕主题“创新 韧性 智慧”展开深入探讨，涌现出一批具有前瞻性和实践价值的研究成果。组委会特别推出IFUS报告系列精选，分享专家精彩观点与深度洞见，持续赋能行业发展。
陈光齐教授在开场中表示，自己长期从事数字模拟研究，尤其专注于非连续介质的数值模拟方法。自1993年起，他与旅美学者石根华先生共同开发了非连续数值模拟方法，能够有效模拟大变形和刚体位移。针对地质灾害中结构、土沙、水等多因素耦合的复杂问题，团队还研究了SPH方法及其他耦合方法。
他以日本北海道一处隧道破坏事故为例，详细说明了数值模拟在灾害机制分析中的关键作用。该事故中，落石导致一辆客车和两台轿车内共20人遇难。通过DDA模拟，团队还原了破坏过程：一条裂缝在融雪水和空气压力共同作用下向下扩展至约40米深处，最终引发塌方。这一机制分析被日本事故调查委员会采纳，并被当地媒体广泛引用。
另一个案例聚焦隧道渗水破坏问题。陈光齐指出，水是隧道最严重的灾害来源之一。团队在DDA中融入渗水功能，模拟了隧道开挖过程中积水断层对结构安全的影响。结果表明，若不考虑渗水，隔水墙宽度达7.5米时可保持稳定；但在渗水条件下，即使宽度达到12.5米仍可能发生破坏。进一步模拟显示，采用注浆加固技术，当注浆压力达到2兆帕以上时，结构安全得到保障；若压力达5兆帕，即使隔水墙宽度缩减至10米也不会垮塌。这一方法为隧道加固设计提供了量化依据。
在地下空间侵彻过程模拟方面，陈光齐介绍了团队针对美军炸伊朗地下核设施案例的再现工作。通过将炸弹划分为多个块体，综合考虑物体冲击、气体冲击以及普通锚杆与NPL锚杆两种加固方式，模拟显示：在使用三枚巨型炸弹的情况下，普通锚杆结构已发生部分破坏，而NPL锚杆结构仍未破坏。该研究仍在进行中，后续将开展更多工况模拟。
陈光齐强调，地下空间数值模拟不仅可以分析塌方机制，还能评估渗水对隧道安全的影响及加固效果，具备重要的工程实用价值。
在演讲的第二部分，陈光齐转向人工智能技术的发展历程与实用化路径。他回顾了自1956年达特茅斯会议以来，人工智能领域逻辑主义与神经网络两种范式的长期博弈。他指出，MIT计算机系主任明斯基所著《感知器》一书曾一度否定了神经网络方向，使得该领域沉寂多年。直到辛顿等人于1986年提出反向传播算法，并在2012年带领团队以AlexNet模型在ImageNet大赛中取得突破性成绩，深度学习才重新崛起。
真正引发社会广泛关注的是AlphaGo击败世界围棋冠军李世石。陈光齐特别提到第37手棋——当时被普遍认为是计算机的失误，直到第100手才被证明是一招超越人类智慧的好手。此后，Transformer架构的提出推动了大语言模型的发展，而AlphaFold2在蛋白质结构预测上的成功，更使得“人类寿命延长至150岁”成为可讨论的议题。
陈光齐指出，人工智能的发展受制于数据、算法与算力三要素。他特别强调开放数据的重要性：各国科研机构将蛋白质折叠数据毫无保留地贡献出来，AlphaFold2的结果也向全世界免费开放，这种合作模式值得学习。
在地质灾害识别方面，陈光齐表示，国内公开数据库较为稀缺，团队主要使用国外开源数据库和模型。学生仅用两周时间即可完成50多个模型的训练与比较。通过迁移学习，团队将ImageNet等大规模数据集上训练好的模型迁移到裂缝识别任务中，实现了高精度检测。将模型部署到英伟达计算卡（约7000元）上，安装在无人机或汽车中，即可实时检测灾害区域。
在盾构开挖方面，团队利用深度学习模型，以21个参数控制盾构姿态。福建大学的研究显示，结合PCA分析的控制网络模型表现最佳，可提前预测10至20分钟后的盾构方向，为人工控制提供辅助决策。
陈光齐最后总结，人工智能技术虽然看起来高深，但借助TensorFlow、PyTorch等开源库，研究者可以较为便捷地构建模型。关键在于推动技术的实用化落地，这正是人工智能技术实用化专委会持续努力的方向。
本期聚焦日本工程院院士、河北工业大学长江讲席教授陈光齐的大会报告《创新·韧性·智慧：地下空间工程中的数值模拟与智能制造新范式》，他以隧道灾害模拟、地下空间侵彻过程、地质灾害智能识别等实际案例为线索，系统展示了非连续数值模拟方法与人工智能技术深度融合的前沿进展，引起与会专家高度关注。
▲陈光齐院士在IFUS2025大会现场做报告
<span leaf="" style="color: rgba(0, 0, 0, 0.9); font-size: 17px; font-family: mp-quote, " pingfang="" sc",="" system-ui,="" -apple-system,="" blinkmacsystemfont,="" "helvetica="" neue",="" "hiragino="" sans="" gb",="" "microsoft="" yahei="" ui",="" yahei",="" arial,="" sans-serif;="" line-height:="" 1.6;="" letter-spacing:="" 0.034em;"="">文/大会秘书处整理
上一篇：2025IFUS精选报告丨新加坡工程院院士周迎新 下一篇：最后一页
