工程科学学报，第44卷，第X期 状顶板变形失稳的深人考虑导致了支护方案针对 通过客观案例进行可行性验证.在此基础上针对 性较差 地下空间的开发利用，构建“三全”（全周期、全体 3未来的研究方向 系、全系统)技术体系，从而为保障城市地下空间 工程服役安全提供科学的思路及可行的方法 开展以工学学科为基本，多学科“渗透”为特 色的地下空间服役安全研究，展现中国地下空间 参考文献 学术研究的大格局 [1]Qian Q H.Challenges faced by underground projects construction (1)研发应用于地下空间工程的新型绿色建 safety and countermeasures.Chin J Rock Mech Eng,2012. 筑材料 31(10):1945 开展以石墨烯混凝土复合材料为代表的高强增 (钱七虎.地下工程建设安全面临的挑战与对策.岩石力学与工 程学报，2012,31(10)：1945) 韧低渗水率材料的研发，并将其应用于地下空间工程 [2] China Society of Rock Mechanics and Engineering Underground 服役结构.研发新型智能材料，使其具有采暖、防静 Space Branch,Nanjing Huilong City Planning and Design Co.Ltd. 电、电磁屏蔽、应变传感器和接地雷电保护功能 Blue Book on Urban Underground Space Development in China (2)新的支护设计理论 2019 (Public Edition)[J/OL].Ebook Online (2019-11-15)[2021- 锚杆锚索在腐蚀环境中的阳极溶解造成裂纹 08-11].http://www.csmme.com/Home/Content/show/id/979.do 萌生与扩展：而氢原子在裂纹处富集将加速裂纹 (中国岩石力学与工程学会地下空间分会，南京慧龙城市规划 扩展.阳极溶解和氢脆是支护材料产生应力腐蚀 设计有限公司.中国城市地下空间发展蓝皮书2019（公共 断裂的关键因素，提出以“抑制微区电化学过程” 版)0/OL].电子书在线(2019-11-15)[2021-08-11].hp:ww csrme.com/Home/Content/show/id/979.do) 和“限制氢扩散”为核心的抗scc(应力腐蚀开裂) [3] Xie H P.Underground space utilization and deep ecosphere. 钢二元设计理论，为开发新型耐蚀高强支护材料 Urban and Rural Dev,2019(7):20 奠定了基础 (谢和平.地下空间利用与深地生态圈.城乡建设，2019(7)：20) 依托国际一流的腐蚀与防护研究基地—国 [4] Sun W.Durability and service life of structure concrete under load 家材料环境腐蚀平台，结合锚杆锚索真实受力特 and environment coupling effects.J Southeast Uniy Nat Sci,2006. 征，阐明锚杆锚索在高侵蚀环境服役过程中力学 36(Suppl 2):7 性能衰减规律，从材料、环境、应力三个维度，揭 (孙伟.荷载与环境因素耦合作用下结构混凝土的耐久性与服 役寿命.东南大学学报（自然科学版），2006,36（增刊2）7) 示锚杆锚索应力腐蚀断裂机理 [5] Zhou D P,Hong K R.The rockbukst features of Taipingyi tunnel (3)基于人工智能的地下空间服役安全研究 and the prevention methods.Chin J Rock Mech Eng,1995,14(2): 从未来地下空间的发展角度看，基于“智慧城 171 市”的地下空间发展是必然趋势，其学术研究的发 (周德培，洪开荣.太平驿隧洞岩爆特征及防治措施.岩石力学 展潜力巨大，BM(建筑信息模型)、网络化信息技 与工程学报，1995,14(2)：171) 术、人工智能技术和大数据处理分析技术等与地 [6]Zhang J S,Lu J Y,Jia Y R.Study on Rockburst in the diversion 下空间工程服役安全的深度融合等研究方向或将 tunnel of Tianshenggiao II hydropower station.Water Power, 1991,17(10):34 成为未来10年地下空间学术研究的焦点 (张津生，陆家佑，贾思如.天生桥二级水电站引水隧洞岩爆研 建立基于多场联测、智慧物联的透明地下空 究.水力发电，1991,17(10：34) 间监测预警与安全评估中心，应急救援决策中心， [7]Xu Z M,Huang R Q.Relationship between rock burst and 以及重特大事故调查与仿真推演实验中心.通过 blasting.J Rock Mech Eng,2003(3):414 人工智能算法能预测地下空间工程服役安全风 (徐则民，黄润秋.岩爆与爆破的关系.岩石力学与工程学报 险，最终能形成应急救援技术辅助决策能力、重大 2003(3):414) 事故调查专家支持能力等 [8]Yang R S,Fang S Z,Li W Y,et al.Experimental study on the (4)构建全生命周期的地下空间服役风险分 dynamic properties of three types of rock at negative temperature 析与防控体系 Geotech Geol Eng,2019,37(1):455 对地下空间工程服役周期中的设计、建造、运 [9]Wang Y B,Yang Y.Zhang Y T,et al.Dynamic mechanical properties of coals subject to the low temperature-impact load 维等各个重要环节进行主要风险因素辨识及相应 coupling effect.Sci Rep,2019,9:20218 事故分析，判断主要因素的相互关系.综合考虑多 [10]Wang Y B.Experimental Study on Dynamic Fracture of Rock and 因素、多方法，建立起安全评价指标体系，并且要 Coal Under Special Condition [Dissertation].Beijing:China状顶板变形失稳的深入考虑导致了支护方案针对 性较差. 3    未来的研究方向 开展以工学学科为基本，多学科“渗透”为特 色的地下空间服役安全研究，展现中国地下空间 学术研究的大格局. （1）研发应用于地下空间工程的新型绿色建 筑材料. 开展以石墨烯混凝土复合材料为代表的高强增 韧低渗水率材料的研发，并将其应用于地下空间工程 服役结构. 研发新型智能材料，使其具有采暖、防静 电、电磁屏蔽、应变传感器和接地/雷电保护功能. （2）新的支护设计理论. 锚杆锚索在腐蚀环境中的阳极溶解造成裂纹 萌生与扩展；而氢原子在裂纹处富集将加速裂纹 扩展. 阳极溶解和氢脆是支护材料产生应力腐蚀 断裂的关键因素，提出以“抑制微区电化学过程” 和“限制氢扩散”为核心的抗 scc（应力腐蚀开裂） 钢二元设计理论，为开发新型耐蚀高强支护材料 奠定了基础. 依托国际一流的腐蚀与防护研究基地——国 家材料环境腐蚀平台，结合锚杆锚索真实受力特 征，阐明锚杆锚索在高侵蚀环境服役过程中力学 性能衰减规律，从材料、环境、应力三个维度，揭 示锚杆锚索应力腐蚀断裂机理. （3）基于人工智能的地下空间服役安全研究. 从未来地下空间的发展角度看，基于“智慧城 市”的地下空间发展是必然趋势，其学术研究的发 展潜力巨大，BIM（建筑信息模型）、网络化信息技 术、人工智能技术和大数据处理分析技术等与地 下空间工程服役安全的深度融合等研究方向或将 成为未来 10 年地下空间学术研究的焦点. 建立基于多场联测、智慧物联的透明地下空 间监测预警与安全评估中心，应急救援决策中心， 以及重特大事故调查与仿真推演实验中心. 通过 人工智能算法能预测地下空间工程服役安全风 险，最终能形成应急救援技术辅助决策能力、重大 事故调查专家支持能力等. （4）构建全生命周期的地下空间服役风险分 析与防控体系. 对地下空间工程服役周期中的设计、建造、运 维等各个重要环节进行主要风险因素辨识及相应 事故分析，判断主要因素的相互关系. 综合考虑多 因素、多方法，建立起安全评价指标体系，并且要 通过客观案例进行可行性验证. 在此基础上针对 地下空间的开发利用，构建“三全”（全周期、全体 系、全系统）技术体系，从而为保障城市地下空间 工程服役安全提供科学的思路及可行的方法. 参    考    文    献 Qian Q H. Challenges faced by underground projects construction safety  and  countermeasures. Chin J Rock Mech Eng,  2012, 31（10）: 1945 （钱七虎. 地下工程建设安全面临的挑战与对策. 岩石力学与工 程学报, 2012, 31（10）：1945） [1] China  Society  of  Rock  Mechanics  and  Engineering  Underground Space Branch, Nanjing Huilong City Planning and Design Co. Ltd. Blue Book on Urban Underground Space Development in China 2019 (Public Edition) [J/OL]. Ebook Online (2019-11-15) [2021- 08-11]. http://www.csrme.com/Home/Content/show/id/979.do （ 中国岩石力学与工程学会地下空间分会, 南京慧龙城市规划 设计有限公司. 中国城市地下空间发展蓝皮书2019(公共 版 )[J/OL].  电 子 书 在 线 (2019-11-15)[2021-08-11].  http://www. csrme.com/Home/Content/show/id/979.do） [2] Xie  H  P.  Underground  space  utilization  and  deep  ecosphere. Urban and Rural Dev, 2019（7）: 20 （谢和平. 地下空间利用与深地生态圈. 城乡建设, 2019（7）：20） [3] Sun W. Durability and service life of structure concrete under load and environment coupling effects. J Southeast Univ Nat Sci, 2006, 36(Suppl 2): 7 （ 孙伟. 荷载与环境因素耦合作用下结构混凝土的耐久性与服 役寿命. 东南大学学报(自然科学版), 2006, 36(增刊2): 7） [4] Zhou D P, Hong K R. The rockbukst features of Taipingyi tunnel and the prevention methods. Chin J Rock Mech Eng, 1995, 14（2）: 171 （周德培, 洪开荣. 太平驿隧洞岩爆特征及防治措施. 岩石力学 与工程学报, 1995, 14（2）：171） [5] Zhang J S, Lu J Y, Jia Y R. Study on Rockburst in the diversion tunnel  of  Tianshengqiao  II  hydropower  station. Water Power, 1991, 17（10）: 34 （张津生, 陆家佑, 贾愚如. 天生桥二级水电站引水隧洞岩爆研 究. 水力发电, 1991, 17（10）：34） [6] Xu  Z  M,  Huang  R  Q.  Relationship  between  rock  burst  and blasting. J Rock Mech Eng, 2003（3）: 414 （徐则民, 黄润秋. 岩爆与爆破的关系. 岩石力学与工程学报, 2003（3）：414） [7] Yang  R  S,  Fang  S  Z,  Li  W  Y,  et  al.  Experimental  study  on  the dynamic properties of three types of rock at negative temperature. Geotech Geol Eng, 2019, 37（1）: 455 [8] Wang  Y  B,  Yang  Y,  Zhang  Y  T,  et  al.  Dynamic  mechanical properties  of  coals  subject  to  the  low  temperature-impact  load coupling effect. Sci Rep, 2019, 9: 20218 [9] Wang Y B. Experimental Study on Dynamic Fracture of Rock and Coal Under Special Condition [Dissertation].  Beijing:  China [10] · 8 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期