7月13日，由中国科学技术协会主办、中国岩石力学与工程学会承办的第二十八届中国科协年会“核心工业软件”专题论坛在中国科技会堂召开。多位学者围绕国产岩石力学软件自主可控路径展开研讨。

　　会上，就地下工程安全与国产工业软件发展，光明网记者采访了中国岩石力学与工程学会常务理事、中山大学教授、隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室副主任焦玉勇。

中山大学教授、隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室副主任焦玉勇

　　地下工程安全的现实拷问

　　“现在全球的变化不是以我们的意志为转移的，但我们要去应对。”焦玉勇表示，极端气候导致极端降雨、地下水位抬升，雨水渗入地层，“对我们的地下工程如地铁影响很大”。

　　他认为，京津冀地区极端天气频发，地质灾害严重，山西等矿区叠加极端天气后灾害“愈演愈烈”。从地铁变形到路面坍塌，岩体破裂是诸多工程灾害的共同本质。要预判这些风险，必须依靠数值模拟技术——“依靠科技的进步，特别是监测预警技术，叠加上AI”。

　　然而，目前主流工业设计软件多来自欧美，焦玉勇表示，从煤炭、石油等战略资源开发、重大基础设施建设到防灾减灾，都离不开自主可控的岩石力学工业软件，这既是防控质量和效率问题，更是安全问题。

　　二十年攻关实现算法自主

　　针对这一需求，焦玉勇带领团队历经近20年攻关，构建了基于非连续变形分析（DDA）的DDARF数值模拟体系。

　　原理上，团队提出“单元粘结强弱表征连续和非连续”的新思路，在单元边界和内部用破坏准则模拟开裂，用统一的离散元格式求解岩体从连续到破坏的全过程，避开了传统断裂分析的复杂难题。

　　方法上，针对块体和颗粒系统，建立了“多重覆盖－单一覆盖－基础覆盖”分级接触检索方法和罚函数求解模式，显著提升了计算精度和效率。

　　功能上，分别建立了流-固（HM）、固-化（MC）、热-固（TM）耦合模型，并拓展至动载条件，引入粘性动力边界和应变率效应，可模拟应力波传播、水压致裂、爆炸冲击等复杂场景，并开发了DDARF2D/3D和SDDARF3D三款软件。

　　这些成果发表于国际顶级期刊，获国内外学者高度评价。

　　从实验室走向“万物互联”

　　理论突破最终要服务于工程实践。焦玉勇介绍，DDARF方法已应用于地下采场冒顶模拟、边坡失稳分析、水压致裂评价、隧道围岩失稳预测等多个场景。更宏大的愿景在于构建一个基于“万物互联”的工程设计和防灾减灾体系。

　　进入AI时代，焦玉勇带领的团队依托智能体技术将各类危险源纳入一体化管控系统，实现对地下工程与地质风险的全面掌握。在此基础上，这套系统融合数字孪生技术，具备风险推演与趋势预测功能，未来公众可通过电视、手机等多种媒介，与地质灾害防控体系实现无缝衔接，推动防灾减灾服务向大众端延伸覆盖。

　　焦玉勇告诉记者，目前国产工业软件“有的方面领跑，有的并跑，有的跟跑”：有人才——“科研人群已可跟西方掰手腕”；有需求——“中国重大工程前无古人”，需求推动非常明显；有经费——“科技部、基金委、各行业投入巨大”。

　　焦玉勇对国产工业软件的未来信心满满。他同时呼吁加强科普工作，用科技武装头脑。如专家进校园、进社区，向大众普及地质灾害防范知识，将科学防灾思维、科学家精神传递给社会公众。（光明网记者 林佳欣 蔡琳 实习生 罗苡柔）