張建(東南大學教授)

張建，男，東南大學土木工程學院教授、博士生導師、副院長，江蘇省工程力學分析重點實驗室主任。獲西安交通大學學士和碩士、日本京都大學博士學位，美國加州大學聖地亞哥分校（UCSD）博士後，曾任美國德雷塞爾大學研究助理教授。2011年起在東南大學土木工程學院任教授與博士生導師，長期從事結構健康監測研究與工程套用，注重源於需求的理論與方法創新。

基本介紹

• 中文名：張建
• 外文名：Zhang Jian
• 國籍：中華人民共和國
• 民族：漢族
• 出生日期：1977年4月
• 畢業院校：西安交通大學；京都大學；加州大學聖地亞哥分校
• 代表作品：《橋樑衝擊振動測試與快速評估——理論、技術與工程套用》 
• 職稱：東南大學土木工程學院教授
• 職務：江蘇省工程力學分析重點實驗室主任

人物經歷

1995-2002 西安交通大學建築工程學士、結構工程碩士。

2003-2006 日本京都大學土木與地球資源工程博士。

2006-2008 美國加州大學聖地亞哥分校（UCSD）結構工程博士後。

2009-2011 美國德雷塞爾大學建築環境與土木工程系研究助理教授。

2011至今 東南大學土木工程學院教授、博士生導師。

研究方向

結構非接觸式測量

大數據與人工智慧

大型土木工程結構振動測試

智慧型感測與智慧城市

主要成就

發表第一/通訊作者SCI期刊論文44篇（其中JCR 1區/2區論文42篇），中英文學術專著4部，授權國家發明專利17項，參編標準4部，主持國家與省部級項目10項，獲邀ISHMII7等大會主題/邀請報告16次。創新成果套用於蘇通大橋、江蘇大劇院、江陰大橋、虎門二橋等20餘項工程，獲邀參加美國聯邦公路局國際基準橋測試。擔任國際智慧型結構健康監測協會（ISHMII）理事，Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering（JCR1區）、Structural Control and Monitoring（JCR1區）等國際期刊編委，EVACES等30餘個國際會議主席、副主席、秘書長與科學委員會委員，中國結構控制與監測委員會委員、青年委員會副主任委員。入選國家中組部青年千人計畫、江蘇省雙創人才計畫、省中青年領軍人才（333工程第二層次）、省傑青項目。獲國家技術發明二等獎（排名2）、中國公路學會科學技術一等獎、江蘇省科學技術一等獎兩項、日內瓦國際發明專利金獎（排名1）。

代表性成果

非接觸式測量技術與設備開發

先進感測與監測是結構健康診斷的基礎。在結構的智慧型化監測部分，課題組創新性引入信息科學的先進雷達技術，自主開發了基於微波干涉雷達的大型土木工程結構非接觸式動態微變形測量技術與設備，可在1000m距離內，實現精度達0.01mm的高層建築與大跨橋樑的微小動態變形測量。土木工程結構體型龐大、日常服役條件下變形微小，因此對雷達測距技術提出了測量距離遠範圍大、動態變形測量精準等高要求。

基於人工智慧與無人機技術的結構智慧型檢測

為實現快速、高精度的橋樑結構表面損傷檢測，課題組針對結構表面損傷信息獲取研發了一種新型爬壁無人機平台，藉助無人機平台快速靈活地獲取結構表面細緻的損傷影像。針對海量檢測資料中損傷信息的提取和量化分析，採用先進的人工智慧和圖像處理算法，實現了裂縫等病害的實時自動識別和快速量化分析。通過軟體移植將算法移植於智慧型手機套用中，與爬壁無人機平台配合形成軟硬體結合的實用化檢測系統。

橋樑快速測試與診斷理論及其一體化裝置開發

如何實現國家公路網上為數眾多中小橋樑的快速診斷與安全普查從而保證它們的健康安全是土木工程領域一項迫切需要解決的關鍵問題。課題組在近十年的研究基礎上，提出並開發了基於衝擊振動的橋樑快速測試方法及一體化裝置。基本思想：一種橋樑快速檢測車集成了橋樑衝擊系統，感測器布置系統，一體化控制系統，全程數據分析系統，並進行橋樑全面參數的識別（包括深層次參數，柔度），能夠快速可靠地實現橋樑結構的參數識別與承載能力評估。所開發的橋樑快速測試一體化裝置能夠實現橋樑的“隨到隨測，隨測隨走，高頻高效”，大大提高了橋樑快速檢測的效率，並降低了成本。有望實現公路網上廣大橋樑的快速普查與評估。

大型土木工程結構健康監測

在江陰大橋的套用案例中，利用信息幾何、聚類分析、EEMD、小波等技術處理長達十年的江陰大橋監測數據，其中包括地震、船撞、雪災、大霧中斷交通等異常狀況，為結構突發事故實時預警與長期性能研究奠定數據基礎。通過長期的監測數據研究與分析，揭示了溫度與應變、變形與索力等結構反應的映射關係，特別的是建立了不同結構形式下由所監測結構溫度梯度與應變進行溫度應力、邊界約束剛度、溫度變形計算的方法。基於此，課題組進一步提出了基於溫度荷載（輸入）及結構溫度反應（輸出）結構損傷評估方法，以及考慮溫度應力的預警方法，並已套用和推廣至江陰大橋等多座長大跨橋樑的現場健康監測系統。

基於長標距感測單元能直接關聯長標距應變等局部參量和結構位移轉角等巨觀參量的特性，課題組建立了基於區域分布感測和共軛梁方法直接反演大型結構動靜態變形分布的顯示計算方法。因相互關係明晰，不產生累計誤差，經試驗與現場驗證其變形精度可達0.01mm。課題組套用該方法到蘇通大橋既有健康監測系統的升級改造工程，通過區域分布感測技術與所開發的顯示計算方法首次實現了百米級剛構橋微小撓度分布的精確實時監測。

江蘇大劇院建築面積25萬平方米，耗資40億，如此大規模的工程，施工監測可以起到安全施工、及時預警、驗證設計等方面的作用。本課題組利用長標距光纖感測器（結構表面布設類型），光纖自感測FRP筋（結構內部埋設類型）以及光纖解調技術與設備進行施工監控，並建立了基於截面纖維模型分析的複雜結構參數的全面剖析方。其基本思想是利用所監測區域分布應變，依據纖維模型建立應變和結構各參數的力平衡方程並揭示其內在聯繫，從而深度剖析得出結構關鍵區域（底環梁和柱腳節點）的複雜力學狀況，如曲率、轉角、變形、荷載等各類參數，為該超標超限類型結構的設計驗證及施工階段的安全保障提供了重要技術支撐。