他的“双K断裂理论模型”，为混凝土结构裂缝安全评价提供了科学基础，在国际上获得极大影响力，并在我国长江三峡等多座大坝工程获得成功应用。

他是中国科学院院士徐世烺。几十年潜心研究，攻破混凝土安全“最后一公里”。

▲徐世烺院士访谈

实现“混凝土安全”的梦想生根发芽

“我是1974年上的大学，1975年河南发洪水，那洪水非常惨烈，所有水库都满了。那个水库是咱们国家50年代建的，质量还不够好，后来那个洪水太大就把大坝冲垮了，造成了很大的损失。”

1975年8月，在河南省驻马店等地区发生水库垮坝灾害，洪水肆意横流。谈到这场惨烈的水库垮坝悲剧，徐世烺脸上露出凝重的神情。

中国古代有一句话，千里之堤，溃于蚁穴。1979年，徐世烺考上研究生，湖南柘溪有一座大坝出现了裂缝，湖南省委压力非常大，邀请国内学术界开展了混凝土断裂力学研究，也是从那天开始，徐世烺走上了混凝土领域的科研道路。他深刻感觉到了混凝土结构安全领域对国家安全的关键性作用，期望能在这方面能够做出自己的贡献。

1988年徐世烺获大连理工大学博士学位，1990年晋升副教授。

1992年3月他赴英国威尔斯大学卡迪夫分校做高级访问学者和访问教授，10月转赴德国作洪堡基金博士后研究员，接着在德国斯图加特大学结构材料研究所担任研究工程师和客座教授，并于2004年2月底全职归国。

2005年至2009年他任大连理工大学特聘教授，2010年创建了浙江大学高性能建筑结构与材料研究所并担任首任所长，并于2021年当选为中国科学院院士。

“三行公式”成为业界的安全定律

我们生活在混凝土无处不在的时代。高楼、大坝、桥梁……每一处基础设施建筑，都离不开混凝土。混凝土在造福人类的同时，因裂缝导致的安全事故也常有发生。究其裂缝原因，多是源自混凝土脆性大、易开裂的天然属性。

如何增韧控裂？如何研发2.0版本高韧性混凝土？徐世烺用几十年的“死磕”交出了他的答卷——三行极其简洁的公式，包含两个用字母K来表示的实验参数，这三行公式被业界称为“双K断裂理论”。

徐世烺研究发现，混凝土结构裂缝，从起裂、稳定扩展到失稳破坏，要经历三个不同阶段。所以，不能用单一状态的判据来判断整个过程，至少需要两个不同的参数，一个描述起裂，一个描述临界失稳。

此前的理论，只能表示裂缝单一临界状态，有一定局限性。双K断裂理论不但可以描述裂缝导致的失稳状态，也可以准确判断裂缝何时开始稳定扩展。徐世烺的标志性论文发表在权威期刊《国际断裂学报》上，当期杂志一共89页，这篇论文的篇幅占了81页。

2005年，我国第一部水电水利行业标准《水工混凝土断裂试验规程》就是以双K理论为基础制定的。

2012年，南水北调水源工程丹江口大坝加高工程出现裂缝，长委设计院与徐世烺课题组开展研究，并将大坝中取样的5吨芯材样品运到浙江大学实验室。徐世烺课题组进行了一系列参数测试后，提出了合理建议，新的供水方案不仅水坝水位提高了，还顺利实现向北京供水。

2015年11月，西班牙召开“混凝土断裂中的双K方法学国际会议”。会上“双K”第一次被称为混凝土断裂力学研究领域的“方法学”，标志着双K断裂理论应用的广泛性得到了新认可。2016年1月，徐世烺的“混凝土结构裂缝扩展过程双K断裂理论及控裂性能提升基础研究”成果获得2015年度国家自然科学奖二等奖。2021年，国际结构与材料实验室、研究所专家联合会（RILEN）颁布了由徐世烺领衔制定的《混凝土裂缝扩展过程双K准则试验确定方法》国际标准，这标志着徐世烺首创的双K断裂理论获得了国际广泛使用和权威认定。

在徐世烺看来，双K断裂理论揭示的自然原理并不复杂，普通实验室用国产常规实验设备和仪器，就能取得公式所需要测定的实验参数。

被教科书忽视的“变形”成为突破口

“我们的教科书只强调应力和强度，没有强调变形，其实变形对材料性能非常重要，变形和强度，一个材料的两个方面，缺一不可。”

一条不起眼的裂缝隐患，可以毁坏一项重大基础设施。为了让混凝土变得又韧又强，并用于大型建筑工程，徐世烺首先建起纤维增韧混凝土多缝开裂力学模型，实现高韧性纤维混凝土性能的可控优化设计，并依托力学模型，发明和制备了性能稳定的高韧性纤维混凝土。

徐世烺说，高强高韧性混凝土极限抗拉应变最高可达8.4%，这个数值比普通混凝土高出800倍。与普通砂浆、混凝土脆性断裂完全不同，高韧性混凝土具有优异的韧性，最大裂缝宽度远小于0.1mm，完全满足严酷条件下的耐腐蚀耐久性要求，为工程结构安全提供关键性材料保障。

此外，高韧性纤维混凝土的导热系数仅为普通混凝土的1/4，抗裂防渗性能优越。徐世烺试验发现，当模板厚度大于75cm时，可以确保厚度20m的混凝土坝块在越冬期间不会出现温度裂缝，团队还发明了龙骨嵌扣式、螺栓钻孔式、互扣式等多个系列连接结构，实现了永久模板的快速装配连接。

“做科研要努力做到顶天立地，造福更多的人。”

徐世烺的研究成果不仅弥补了理论空白，更展现出完善的实用价值。2011年，两条高韧性纤维混凝土全自动化生产线分别在杭州海外高层次创业园和常州建材基地建立，实现了高韧性纤维混凝土的规模化工业化生产。

据了解，高韧性纤维混凝土和双K断裂理论成功应用于上海吴淞军港、浙江新岭隧道、常山港特大桥、贵州乌江东风拱坝、三峡大坝二期工程、湖北丹江口大坝、四川金沙江向家坝等重大工程上。

徐世烺说，我希望杭州在基本建设上能用到一些我们研究所研究的高性能混凝土和高性能结构，我们的高性能混凝土非常有韧性，不会开裂，变形非常好。

近年来，徐世烺院士团队的李庆华教授带领研究生先后在浙江省杰出青年基金、国家优秀青年基金、国家杰出青年基金的持续资助下，采用微纳米技术研发出具有优异的抗爆抗震性能，还可防水耐腐蚀的微纳米混凝土，其抗压强度在高达180兆帕的情况下，拉伸应变能力可达4.7%；当抗压强度高达110兆帕的具有超高强度的条件下，拉伸应变能力高达10%，解决了混凝土材料强韧化协同发展的国际性难题，实现了混凝土从脆性易裂到超高强超高韧的重大突破。

“困难”是通往成功的必经之路

1979年，徐世烺刚考上研究生的时候，科研条件比较差，所以要做科研，必须自己研制试验仪器。有位版画家叫徐冰，他的一句话让年轻的徐世烺印象深刻：困难是应该的。人们取得成绩，都是建立在克服一个个困难的基础上。

“对于年轻人来说，要不断地克服困难、要勇敢地面对困难，在克服困难的过程中取得不断的进步，这是年轻人成长中的第一课。”徐世烺这样把自己多年的学习经验告诉年轻人。