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【科研先锋 青年榜样】宋佳:深耕岩土抗震韧性 数智赋能地下防灾

时间:2026-11-12
来源:科学技术研究院
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立足重大工程难题,坚守科研初心

城市地铁、地下管网,是超大城市看不见的生命线。地震来临时深埋地下的工程结构面临严峻考验。如何守住地下工程的抗震安全线,这是北方工业大学土木工程学院副教授宋佳多年来一直在解答的命题。

宋佳师从杜修力院士,先后在北京工业大学完成博士、博士后研究,又赴加拿大西安大略大学从事博士后工作,与国际著名岩土工程专家M. Hesham El Naggar院士保持长期合作;她还曾借调国家自然科学基金委员会,近距离接触岩土工程与抗震领域的前沿需求。这些经历也更加坚定她立足重大工程现实问题做科研的初心。入职北方工业大学后,她深耕土动力学与岩土地震工程,进行复杂场地地铁车站抗震韧性评估,同时开展绿色住宅低碳节能、氢能综合联供系统配置优化研究等。面对饱和土动力求解难、液化场地地下结构震损机理不明、多源条件下损伤评估复杂等一道道难题,她走出一条“理论攻坚平台研发试验验证工程落地”的科研道路,希望为城市地下基础设施筑牢抗震安全屏障。

以数为器,搭建自主仿真计算平台

复杂场地—浅埋地下结构地震反应分析平台技术路线

复杂场地与地下结构的动力相互作用,机理繁复、求解困难。宋佳自主研发了一套稳定高效的岩土动力数值计算平台,融入精细化时空解耦算法、人工边界与接触界面模型,突破传统仿真方法的局限。平台能高精度复现地震作用下复杂场地地铁车站结构、桥梁桩基础结构的动力响应,为解析工程结构的震损机理、评估抗震韧性打下算法根基。

以试求真,用振动台还原地震真相

振动台模型试验

数值可以推演,真相仍要验证。团队开展系列大型振动台模型试验,形成“数值仿真推演→振动台试验验证”的闭环研究模式,把结构地震破坏的内在机理一点点剖析清楚。

围绕复杂场地—地下结构抗震韧性这一前沿难点,宋佳主持国家自然科学基金面上项目、青年科学基金项目(C类)、北京市自然科学基金面上项目、北京市教委科研项目等国家和省部级课题4项,企事业单位横向科研项目4项。成果发表于《Computers and Geotechnics》《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》《岩土工程学报》《工程力学》等国内外期刊,累计发表论文40余篇,授权专利5项、软件著作权8项。2025年,她以“复杂场地—结构体系抗震关键技术及工程应用”成果获中国地震学会科学技术奖·科技进步一等奖。

部分发表论文与授权专利、软件著作权证书

中国地震学会科学技术奖·科技进步一等奖证书与学校嘉奖证书

知行合一,在科研实战中淬炼青年人才

作为硕士生导师,宋佳秉持“科研牵引、数字赋能、产教贯通”的育人理念。让研究生深度参与课题研究中,包括双碳绿色住宅、高寒工程能源舱设计等实际工程项目。学生跟着她完整经历算法调试、有限元仿真建模、振动台试验实施、工程实地调研、测量等全流程。在一个个真实工程难题面前,引导学生从现实需求中提炼科学问题,既夯实岩土、抗震专业功底,锻炼编程仿真数字化本领,也树立工程人的责任担当,着力培育一批懂理论、懂数字、懂工程的复合型防灾创新人才。

以数启智,把实际工程搬进课堂

顺应土木工程数字化智能化转型,宋佳把一批“新工具”搬进了课堂:开设了《PYTHON程序设计》、《BIM技术基础》、《BIM工程应用》、《BIM+VR课程设计》、《企业工程实践》等课程,把程序建模、AIGC辅助编程、BIM+VR可视化技术与真实工程项目融入土木课堂,建立实际工程与数智化教学通道,探索土木学科数字化创新人才培养新模式。


编辑:左芳舟

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