专注于“结构健康诊治和延寿”的青年科技专家——访2019级星友余倩倩 | 今日启明星

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余倩倩

同济大学长聘教授

放眼我们这个星球地表万物万景，除了日月星辰、山川洋流，就是各种类型的土木结构建筑。因人口总量、经济规模不断增加，人类构筑物还会在地表上持续扩增。在可持续发展理念被大多数人接受的今天，这些构筑物的善后问题越来越受关注。

所谓构筑物善后，一是指其过了服役期，也就是不能继续使用后让其回归构筑物基材——砂砾、石子、钢筋等；二是把构筑物视同生命体，在服役期内就开始介入对其“健康”状态的“体检”，发现问题后找到症结，用各种新技术、新材料“对症治疗”，以延长其使用寿命。

本期今日启明星的受访者余倩倩就是长期专注于“土木工程结构健康诊治和延寿”课题的青年科技专家。近五年来，她先后获得上海市科技启明星计划、国家优秀青年科学基金、上海青年科技英才、上海科技青年35人引领计划（U35计划）等项目或荣誉，2023年受聘为同济大学长聘教授。兼任的国际学术职务包括：美国土木工程学会（ACI）中国分会秘书、国际土木工程纤维增强复合材料学会（IIFC）执行委员会委员、国际材料与结构研究实验联合会氯离子侵蚀专委委员等。2024年11月26日，她受聘为刚成立的上海科创启明星协会城市建设分会的副主任委员。

我与众多读者一样，对这位笑意盈盈、文静秀气的女孩如何与看似粗犷的“水泥疙瘩”打交道并取得显著成就深感好奇。

大半年前，我就开始约访余倩倩，她多次因忙于外地城市更新工地或与授课时间冲突而难以抽身。最终，在难得争取到的半天空闲里，我们得以进行此次珍贵的采访。

01

曾付过择校费，最终入读同济王牌专业

余倩倩出生于1987年，浙江舟山人，独生女，爸妈都是国企员工，对女儿的教育十分看重。1993年读小学时，她并未像其他孩子一样上过学前班，一开始老师有些抱怨，认为她拖了班级成绩的后腿。幸运的是，在小学做班主任的舅妈上门帮她补算术、拼音，在家练珠算。进入初中后，倩倩就读的学校很多老师一专多能，而且亲切和蔼，倩倩开始喜欢上了读书。初三模拟考，倩倩甚至考到全县第二名的好成绩。但中考她没有考出应有水准，面临着支付择校费进舟山市最好的高中，或是进县里最好的高中，还能得到奖学金的选择。

深感失落的倩倩渴望进最好的学校，父母则全力支持她的意愿，出资帮助她实现愿望。事实证明，这一决定极关键，相比之下她原本可能就读的县中每年考入名校的学生寥寥无几，而市里这所最好的高中进入清华北大的就有近10位。

舟山中学汇集了许多杰出的教师和优秀的同学。倩倩虽然在普通班，但仍排名第二。为免重蹈中考时的覆辙，高中期间爸妈就借住在学校的附近，这样她可以每天回家。

2005年高考，倩倩正常发挥，考出了应有的成绩。她的成绩可以进浙江大学和同济大学。经常到上海出差的爸爸对上海的好感影响到了她，但以她的考分进不了同济最厉害的土木工程专业，所以选了同济的经济管理学院并以第一志愿被录取。入学第二年，新生根据成绩排名可以有一次转专业的机会，倩倩抓住了这个机会。她中学时就喜欢数理化，觉得这些课程更适合自己。高考不敢报，现在有了机会一定要去尝试！

就这样，倩倩2006年进入同济土木工程专业，在完成大二课业的同时，要补上第一年的课。当年全校转专业到土木的学生一共有近70位，组成了05级13和14两个班，顺利实现转专业的同学都很珍惜这样的机会，大家很团结，也经常在一起切磋交流学业上的事。两个班最终留在本专业的有十人之多。

02

受顾老师影响，喜欢上了“混凝土”

大三时，倩倩选了顾祥林老师的一门基础课：混凝土结构基本原理。上课所用的教材正是顾老师写的，这也是土木工程最重要的基础课之一。

顾老师讲课风格很吸引人，规范上有的内容他不重点展开讲，而更侧重于为什么，引导学生去思考设计方法背后的东西。

2008年汶川地震后不久，顾老师带学生到地震一线做现场评估，哪些房子为什么可住，哪些房子为什么要拆，等于把课堂搬到了地震现场。大四初，因为成绩优异，余倩倩得到推免本校硕博深造的机会。

2023年，获评第十二届上海青年科技英才，与导师顾祥林教授合影

研究生期间，顾老师安排余倩倩参与“结构性能演化与控制”课题，这也是她硕博期间的研究方向。

对这个课题的重要性，倩倩解释：我们可以将这一课题的理解类比人的全生命周期概念，只是我们研究的是结构在其全生命周期的演化过程。这种演化既有突发性的变化，也有结构内在组分的累积变化。如地震就是一种快速的急剧变化，而如盐分等环境介质的侵蚀、长期负载累积导致的慢性（病）变化则是伴随着结构服役全过程的一种渐进、累积的变化。

“我们课题关注的正是全周期的演化。演化之外还有一部分是控制，也就是如何让这种演变慢一点，到了某一个限值时如何提前或适时采取一些措施来延缓或防止这种变化。”

03

从两位导师身上看到未来的自己

参与课题的同时，倩倩也为自己的博士论文课题“碳纤维增强复合材料补强钢板和焊接头的疲劳性能研究”做准备。在顾老师引荐与国家基金委留学基金支持下，博士5年内 （2009—2014） 有两年，余倩倩赴澳大利亚蒙纳士大学土木工程系学习，并在赵晓林老师指导下做课题研究。

回溯在中澳两位导师指导下的求学过程，倩倩一直感铭他们的精心指导与言传身教：顾老师长我20多岁，是我的父辈，他先后指导过100多位研究生，他待我们严格要求的同时，以身作则，要求我们每天学习。他自己更是终身学习的榜样，英语交流没有障碍的他仍会利用午休时间听英语广播。他坚持学生要有国际视野，让我们只要有机会就一定要去国外访学研修。他在学术上很严格，要求我们抱着解决真问题去学，去研究，去思考。

“顾老师为学、为研、为人上的这些点点滴滴一直影响着我。”

在蒙纳士大学联合培养期间，赵晓林教授给予了她很大帮助。有一次赵老师带她到罗马参加学术会议，并告诉她这是结识业内人士的好机会，还亲自指导她如何在会议上与人交流并扩大人脉。正是那次会上认识的一些专家倩倩至今都与他们有合作。

可以说，这次国际会议串起的合作从学生时代一直影响到她工作后。如那次会上认识的一位当年的瑞士博士生，现在已是汉诺威大学教授，“我们认识时双方都还是博士生，现在都成为教授了，他也是同济大学的兼职教授，我们一起做基础设施延寿的项目课题”。

在研究领域涉及的既有结构延寿机理、结构优化等，赵老师都给了倩倩很多指导，也一起发了文章。

2012年，在意大利米兰参加第六届土木工程纤维增强复合材料国际会议，与导师赵晓林教授（右一）等合影

以余倩倩两位导师为代表的学科领军者，早在十几年前就持续深耕的“结构性能演化与控制”方向，其实是代表了该学科领域的全球性趋势，即从以往侧重关注新建建筑到现在关注既有结构的演化和寿命延长。倩倩始终铭记顾老师的教诲：我们的结构如能像汽车保养那样，知道什么时候需进行大保养，什么时候需进行小保养就好了。事实上，为达此目标，顾老师和他带领的团队一直在努力。余倩倩以四川北路苏州河畔的标志性建筑——上海邮政总局——为例，生动介绍了该团队在维保延寿方面的实践成果，该大楼如今已成为热门打卡点。

04

从邮政总局、宝钢吊车梁看既有结构延寿之道

上海邮政总局是由英国人建造的一幢百年建筑，全球同类型结构建筑有10幢，现在只有上海、孟买两处的邮政总局还在用，孟买建筑的状况不如上海。

服役百余年的上海邮政总局至今能保持较好的风貌和使用功能，很大程度上得益于科技的力量。 同济土木顾祥林团队自从接到“既要加固又不能破坏其风貌”的要求后，就一直在跟踪这幢楼，到现场检测了解情况，为评估和加固做准备。 作为课题组成员的余倩倩主要承担部分计算工作。

这类历经百年的建筑普遍的问题在于，当年建设所遵循的标准（结构、材料标准等）相较现在肯定存在不足，历经百年的服役后更是暴露诸多问题。

顾老师强调，“不能头痛医头、脚痛医脚”，而要从整体的角度来考虑加固问题。

整个团队在这幢百年建筑上倾注了大量心血，中间评估过两次，并加固过一次。为保持建筑原有的风貌，在加固时团队采用的是碳纤维增强复合材料。在外滩这一区域的老建筑，除邮政总局这一历史建筑的评估修复，同济土木团队广泛受托于其他老建筑的评估跟踪。此外，核电基础设施（安全壳等）的延寿也在他们的关注范围。

余倩倩博士论文的一个创新之处是采用碳纤维增强复合材料加固结构以延长疲劳寿命。传统加固做法是通过切割并更换钢板，但这种方法会产生新的疲劳问题，如焊缝重新开裂，导致反复地开裂与修复。相比之前，碳纤维增强复合材料本身很轻且强度极高，防腐蚀性能也很好。为验证这一论点，倩倩对宝钢吊车梁的疲劳问题作了评估和疲劳测试。为提高钢梁的负载能力，她用碳纤维增强复合材料贴合到钢结构上的受力部位，用的是多层碳纤维片（每片厚度约0.167毫米，相当于一层布）。实验结果显示，无论用碳布或碳板都能有效提升疲劳寿命（实验室条件下可以提升2~3倍），从而达到降低负荷、闭合创口、抑制开裂等作用。但在实际应用中，具体选择哪种材料需要到现场根据设计、工况等各种因素而定。另外加固体系本身也会变化，这在考量寿命变化时同样需要纳入考量。

05

每次走出去、承担新课题都是走出舒适圈

2013年底，余倩倩结束在蒙纳士大学土木工程系的两年交流学习回到同济，并于2014年底完成了博士论文答辩。2015年初她又开启了在香港城市大学的博士后课题 （历时一年） ，倩倩说她也是想通过这一段时间为自己接下来的正式入职做更多的准备。

“其实每次都是走出舒适圈，每一次到不同的国家、不同的城市，去接触新的环境，结识更多的新朋友，一定会有收获，但也必然要面对挑战，如很难听懂粤语。”

2018年在青岛参加第十四届全国建筑物鉴定与加固改造学术交流会议

2016年3月，余倩倩入职同济大学土木工程学院。入职以后，她从科研为主转向全方位，包括科研、教学、社会工作，无疑会经历很多新挑战。但她一直记得顾老师鼓励她的那句话：没有解决不了的问题，只是方法不同。

入职以来的科研工作除在对既有结构服役状态作“诊断”，并针对诊断结果开展“治疗”，以延长结构的使用寿命（典型的就如邮政总局）外，还需要关注群体结构。这种群体结构与多个系统相关联，如建筑桥梁、生命管道系统、综合管廊、地铁等。这种群体结构单考虑钢结构单体疲劳相关因素还不够，而是要从城市系统和多灾害视角下进行韧性评估，显然其难度更大，但这却是特大城市必须面对的挑战。

目前她还参与两项重要课题，一是国家自然科学基金重点项目：“城市工程系统的韧性评估”，该项目聚焦于灾害来临时结构的安全性直至修复后的效果，涉及电力、水、土等多个工程，实现了平战结合，现已接近结题。二是国家重点研发项目，旨在建立一个平台，用以模拟城市灾害发生以后某区域的应急响应与有序应对，这一项目规模更为宏大，涉及的变量也更为复杂。该项目由顾老师牵头，倩倩在其中负责多灾害发生机制，台风、地震、洪涝、火灾、地质灾害等对结构的影响及应急方案。

2019年，在德国波茨坦参加土木结构智能监测、评估和修复国际会议，与好友埃利亚斯·加福里（Elyas Ghafoori）合影，文中提到同是学生成为教授的朋友

2024年7月，余倩倩随顾祥林教授参加在英国伯明翰举行的第18届国际砖砌体大会，并访问了莱布尼茨汉诺威大学和帝国理工学院。本次会议吸引了来自全球25个国家和地区的200余位参会者，余倩倩教授在会上作了报告。在英国逗留的近一周时间（也是疫情后倩倩参与的时间较长的国际交流）里，顾老师团队成员与来自葡萄牙米尼奥大学、英国利兹大学、伦敦大学学院的同行深入交流，共同探讨了结构破坏分析、结构性能提升等领域的最新技术和发展趋势。在伯明翰大学、莱布尼茨汉诺威大学、帝国理工学院的参访交流中，双方就学科发展、师生互访方式、科研合作方向等做了深入交流，为未来进一步深度合作提供了良好的基础。

06

做老师的幸福不亚于建筑师

在教学领域，自幼心存建筑师梦想的余倩倩，在入职后体会到做老师的幸福感，这份幸福丝毫不亚于建筑师。

倩倩说起，一位她曾教授过混凝土课程的大四学生，在教室隔壁偶遇时，主动上前打招呼，并告知自己将推免至上海交通大学深造。本学期，余倩倩承担四门课的教学任务，两门本科课，两门研究生课。尤为值得一提的是《工程伦理》这门课，它被誉为设计工程师的“良心课”。这门也是顾老师2016年率先在同济开课，后来被列为全国研究生的必修课。

采访余倩倩前，我们沿着同济校园内有名的樱花大道走了一段，还专门在1997年纪念这段樱花大道的一处石碑处驻足，共同回顾历史，更期待国际科技合作会逆势上扬。途中经过海洋楼时，倩倩自然而然地提到说，前段时间能经常看到汪品先院士夫妇俩到食堂用餐，也亲眼看到汪先生在校园骑车。有人把88岁的汪先生骑行同济园的场景誉为“同济园里最时尚一景”。

说这些话时余倩倩洋溢着满脸笑意，不仅为老一辈科学家的风采所折服，更为自己作为同济一员的身份感到无比骄傲。

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