專注于 結構健康診治和延壽” 的青年科技專家

放眼我們這個星球地表萬物萬景，除了日月星辰、山川洋流，就是各種類型的土木結構建筑。因人口總量、經濟規模不斷增加，人類構筑物還會在地表上持續擴增。在可持續發展理念被大多數人接受的今天，這些構筑物的善后問題越來越受關注。所謂構筑物善后，一是指其過了服役期，也就是不能繼續使用后讓其回歸構筑物基材——砂礫、石子、鋼筋等；二是把構筑物視同生命體，在服役期內就開始介入對其“健康”狀態的“體檢”，發現問題后找到癥結，用各種新技術、新材料“對癥治療”，以延長其使用壽命。

本期今日啟明星的受訪者余倩倩就是長期專注于“土木工程結構健康診治和延壽”課題的青年科技專家。近五年來，她先后獲得上海市科技啟明星計劃、國家優秀青年科學基金、上海青年科技英才、上海科技青年35人引領計劃（U35計劃）等項目或榮譽，2023年受聘為同濟大學長聘教授。兼任的國際學術職務包括：美國土木工程學會（ACI）中國分會秘書、國際土木工程纖維增強復合材料學會（IIFC）執行委員會委員、國際材料與結構研究實驗聯合會氯離子侵蝕專委委員等。2024年11月26日，她受聘為剛成立的上海科創啟明星協會城市建設分會的副主任委員。

我與眾多讀者一樣，對這位笑意盈盈、文靜秀氣的女孩如何與看似粗獷的“水泥疙瘩”打交道并取得顯著成就深感好奇。大半年前，我就開始約訪余倩倩，她多次因忙于外地城市更新工地或與授課時間沖突而難以抽身。最終，在難得爭取到的半天空閑里，我們得以進行此次珍貴的采訪。

曾付過擇校費，最終入讀同濟王牌專業

余倩倩出生于1987年，浙江舟山人，獨生女，爸媽都是國企員工，對女兒的教育十分看重。1993年讀小學時，她并未像其他孩子一樣上過學前班，一開始老師有些抱怨，認為她拖了班級成績的后腿。幸運的是，在小學做班主任的舅媽上門幫她補算術、拼音，在家練珠算。進入初中后，倩倩就讀的學校很多老師一專多能，而且待學生很有親和力，倩倩開始喜歡上了讀書。初三模擬考，倩倩甚至考到全縣第二名的好成績。但中考她沒有考出應有水準，面臨著支付擇校費進舟山市最好的高中，或是進縣里最好的高中，還能得到獎學金的選擇。深感失落的倩倩渴望進最好的學校，父母則全力支持她的意愿，出資幫助她實現愿望。事實證明，這一決定極關鍵，相比之下她原本可能就讀的縣中每年考入名校的學生寥寥無幾，而市里這所最好的高中進入清華北大的就有近10位。舟山中學匯集了許多杰出的教師和優秀的同學。倩倩雖然在普通班，但仍排名第二。為免重蹈中考時的覆轍，高中期間爸媽就借住在學校的附近，這樣她可以每天回家。

2005年高考，倩倩正常發揮，考出了應有的成績。她的成績可以進浙江大學和同濟大學。經常到上海出差的爸爸對上海的好感影響到了她，但以她的考分進不了同濟最厲害的土木工程專業，所以選了同濟的經濟管理學院并以第一志愿被錄取。入學第二年，新生根據成績排名可以有一次轉專業的機會，倩倩抓住了這個機會。她中學時就喜歡數理化，覺得這些課程更適合自己。高考不敢報，現在有了機會一定要去嘗試！

就這樣，倩倩2006年進入同濟土木工程專業，在完成大二課業的同時，要補上第一年的課。當年全校轉專業到土木的學生一共有近70位，組成了05級13和14兩個班，順利實現轉專業的同學都很珍惜這樣的機會，大家很團結，也經常在一起切磋交流學業上的事。兩個班最終留在本專業的有十人之多。

受顧老師影響，喜歡上了“混凝土”

大三時，倩倩選了顧祥林老師上的一門基礎課：混凝土結構基本原理。上課所用的教材正是顧老師寫的，這也是土木工程最重要的基礎課。顧老師講課風格很吸引人，書上有的內容他不重點展開講，而更側重于為什么，引導學生去思考設計方法背后的東西。2008年汶川地震后不久，顧老師帶學生到地震一線做現場評估，哪些房子為什么可住，哪些房子為什么要拆，等于把課堂搬到了地震現場。大四初，因為成績優異，余倩倩得到推免本校碩博深造的機會。

研究生期間，顧老師安排余倩倩參與“結構性能演化與控制”課題，這也是她碩博期間的研究方向。對這個課題的重要性，倩倩解釋：我們可以將這一課題的理解類比人的全生命周期概念，只是我們研究的是結構在其全生命周期的演化過程。這種演化既有突發性的變化，也有結構內在組分的累積變化。如地震就是一種快速的急劇變化，而如鹽分等環境介質的侵蝕、長期負載累積導致的慢性（病）變化則是伴隨著結構服役全過程的一種漸進、累積的變化。“我們課題關注的正是全周期的演化。演化之外還有一部分是控制，也就是如何讓這種演變慢一點，到了某一個限值時如何提前或適時采取一些措施來延緩或防止這種變化。”

從兩位導師身上看到未來的自己

參與課題的同時，倩倩也為自己的博士論文課題“碳纖維增強復合材料補強鋼板和焊接頭的疲勞性能研究”做準備。在顧老師引薦與國家基金委留學基金支持下，博士5年內（2009—2014）有兩年，余倩倩赴澳大利亞蒙納士大學土木工程系學習，并在趙曉林老師指導下做課題研究。回溯在中澳兩位導師指導下的求學過程，倩倩一直感銘他們的精心指導與言傳身教：顧老師長我20多歲，是我的父輩，他先后指導過100多位研究生，他待我們嚴格要求的同時，以身作則，要求我們每天學習。他自己更是終身學習的榜樣，英語交流沒有障礙的他仍會利用午休時間聽英語廣播。他堅持學生要有國際視野，讓我們只要有機會就一定要去國外訪學研修。他在學術上很嚴格，要求我們抱著解決真問題去學，去研究，去思考。“顧老師為學、為研、為人上的這些點點滴滴一直影響著我。”在蒙納士大學聯合培養期間，趙曉林教授給予了她很大幫助。有一次趙老師帶她到羅馬參加學術會議，并告訴她這是結識業內人士的好機會，還親自指導她如何在會議上與人交流并擴大人脈。正是那次會上認識的一些專家倩倩至今都與他們有合作。可以說，這次國際會議串起的合作從學生時代一直影響到她工作后。如那次會上認識的一位當年的瑞士博士生，現在已是漢諾威大學教授，“我們認識時雙方都還是博士生，現在都成為教授了，他也是同濟大學的兼職教授，我們一起做基礎設施延壽的項目課題”。在研究領域涉及的既有結構延壽機理、結構優化等，趙老師都給了倩倩很多指導，也一起發了文章。

以余倩倩兩位導師為代表的學科領軍者，早在十幾年前就持續深耕的“結構性能演化與控制”方向，其實是代表了該學科領域的全球性趨勢，即從以往側重關注新建建筑到現在關注既有結構的演化和壽命延長。倩倩始終銘記顧老師的教誨：我們的結構如能像汽車保養那樣，知道什么時候需進行大保養，什么時候需進行小保養就好了。事實上，為達此目標，顧老師和他帶領的團隊一直在努力。余倩倩以四川北路蘇州河畔的標志性建筑——上海郵政大廈——為例，生動介紹了該團隊在維保延壽方面的實踐成果，該大廈如今已成為熱門打卡點。

從郵政大廈、寶鋼吊車梁看既有結構延壽之道

上海郵政大廈是由英國人建造的一幢百年建筑，全球同類型結構建筑有10幢，現在只有上海、孟買兩處的郵政大廈還在用，孟買建筑的狀況不如上海。服役百余年的上海郵政大廈至今能保持較好的風貌和使用功能，很大程度上得益于科技的力量。同濟土木顧祥林團隊自從接到“既要加固又不能破壞其風貌”的要求后，就一直在跟蹤這幢樓，到現場檢測了解情況，為評估和加固做準備。作為課題組成員的余倩倩主要承擔部分計算工作。這類歷經百年的建筑普遍的問題在于，當年建設所遵循的標準（結構、材料標準等）相較現在肯定存在不足，歷經百年的服役后更是暴露諸多問題。顧老師強調，“不能頭痛醫頭、腳痛醫腳”，而要從整體的角度來考慮加固問題。整個團隊在這幢百年建筑上傾注了大量心血，中間評估過兩次，并加固過一次。為保持建筑原有的風貌，在加固時團隊采用的是碳纖維材料。在外灘這一區域的老建筑，除郵政大廈這一歷史建筑的評估修復，同濟土木團隊廣泛受托于其他老建筑的評估跟蹤。此外，核電基礎設施（安全殼等）的延壽也在他們的關注范圍。

余倩倩博士論文的一個創新之處是采用碳纖維加固結構以延長疲勞壽命。傳統加固做法是通過切割并更換鋼板，但這種方法會產生新的疲勞問題，如焊縫重新開裂，導致反復地開裂與修復。相比之前，碳纖維本身很輕且強度極高，防腐蝕性能也很好。為驗證這一論點，倩倩對寶鋼吊車梁的疲勞問題作了評估和疲勞測試。為提高鋼梁的負載能力，她用碳纖維貼合到鋼結構上的受力部位，用的是多層碳纖維片（每片厚度約0.167毫米，相當于一層布）。實驗結果顯示，無論用碳布或碳板都能有效提升疲勞壽命（實驗室條件下可以提升2～3倍），從而達到降低負荷、閉合創口、抑制開裂等作用。但在實際應用中，具體選擇哪種材料需要到現場根據設計、工況等各種因素而定。另外加固體系本身也會變化，這在考量壽命變化時同樣需要納入考量。

每次走出去、承擔新課題都是走出舒適圈

2013年底，結束在蒙納士大學土木工程系的兩年課程回同濟的余倩倩完成了博士論文答辯。2015年初她又開啟了在香港城市大學的博士后課題（歷時一年），倩倩說她也是想通過這一段時間為自己接下來的正式入職做更多的準備。“其實每次都是走出舒適圈，每一次到不同的國家、不同的城市，去接觸新的環境，結識更多的新朋友，一定會有收獲，但也必然要面對挑戰，如很難聽懂粵語。”

2016年3月，余倩倩入職同濟大學土木工程學院。入職以后，她從科研為主轉向全方位，包括科研、教學、社會工作，無疑會經歷很多新挑戰。但她一直記得顧老師鼓勵她的那句話：沒有解決不了的問題，只是方法不同。

入職以來的科研工作除在對既有結構服役狀態作“診斷”，并針對診斷結果開展“治療”，以延長結構的使用壽命（典型的就如郵政大廈）外，還需要關注群體結構。這種群體結構與多個系統相關聯，如建筑橋梁、生命管道系統、綜合管廊、地鐵等。這種群體結構單考慮鋼結構單體疲勞相關因素還不夠，而是要從城市系統和多災害視角下進行韌性評估，顯然其難度更大，但這卻是特大城市必須面對的挑戰。目前她還牽頭并參與兩項重要課題，一是國家自然科學基金重點項目：“城市工程系統的韌性評估”，該項目聚焦于災害來臨時結構的安全性直至修復后的效果，涉及電力、水、土等多個工程，實現了平戰結合，現已接近結題。二是國家重點研發項目，旨在建立一個平臺，用以模擬城市災害發生以后某區域的應急響應與有序應對，這一項目規模更為宏大，涉及的變量也更為復雜。該項目由顧老師牽頭，倩倩在其中負責多災害發生機制，臺風、地震、洪澇、火災、地質災害等對結構的影響及應急方案。

2024年7月，余倩倩隨顧祥林教授參加在英國伯明翰舉行的第18屆國際磚砌體大會，并訪問了萊布尼茨漢諾威大學和帝國理工學院。本次會議吸引了來自全球25個國家和地區的200余位參會者，余倩倩教授受邀在會上作了報告。在英國逗留的近兩周時間（也是疫情后倩倩參與的時間較長的國際交流）里，顧老師團隊成員與來自葡萄牙米尼奧大學、英國利茲大學、倫敦大學學院的同行深入交流，共同探討了結構破壞分析、結構性能提升等領域的最新技術和發展趨勢。在伯明翰大學、萊布尼茨漢諾威大學、帝國理工學院的參訪交流中，雙方就學科發展、師生互訪方式、科研合作方向等做了深入交流，為未來進一步深度合作提供了良好的基礎。

做老師的幸福不亞于建筑師

在教學領域，自幼心存建筑師夢想的余倩倩，在入職后體會到做老師的幸福感，這份幸福絲毫不亞于建筑師。倩倩說起，一位她曾教授過混凝土課程的大四學生，在教室隔壁偶遇時，主動上前打招呼，并告知自己將推免至上海交通大學深造。本學期，余倩倩承擔四門課的教學任務，兩門本科課，兩門研究生課。尤為值得一提的是《工程倫理》這門課，它被譽為設計工程師的“良心課”。這門也是顧老師2016年率先在同濟開課，后來被列為全國研究生的必修課。

采訪余倩倩前，我們沿著同濟校園內有名的櫻花大道走了一段，還專門在1997年紀念這段櫻花大道的一處石碑處駐足，共同回顧歷史，更期待國際科技合作會逆勢上揚。途中經過海洋樓時，倩倩自然而然地提到說，前段時間能經常看到汪品先院士夫婦倆到食堂用餐，也親眼看到汪先生在校園騎車。有人把88歲的汪先生騎行同濟園的場景譽為“同濟園里最時尚一景”。說這些話時余倩倩洋溢著滿臉笑意，不僅為老一輩科學家的風采所折服，更為自己作為同濟一員的身份感到無比驕傲。

江世亮采寫于2024年12月17日