胡晓 博士生导师
胡晓，博士生导师、工程抗震研究中心党支部书记、主任。主要从事地震工程结构抗震理论和试验技术的研究，完成了多项国家自然科学基金项目，国家科技攻关任务。主编《水工建筑物强震动安全监测技术规范》(DL/T5416-2009、SL486-2011)、《水工建筑物抗震试验规程》(SL539-2011)、《水库诱发地震安全监测技术规范》(SL516-2013)。参编国标《水工建筑物抗震设计规范》。汶川地震后，主持联合国开发署“加强水电抗震安全”的重大研究项目，并获“全国水利抗震救灾先进个人”荣誉称号。负责完成了核工业控制棒驱动机构、燃料组件、换料水箱、乏燃料格架、传热管、堆内构件等核心设备的抗震安全研究。目前主持“十三五”国家重点研发计划项目“300m级特高坝抗震安全评价与控制关键技术”等研究工作。曾获国家科技进步二等奖1项，部委级科技进步一等奖2项、二等奖2项、三等奖3项。
脚踏实地，认真做事
——访问中国水科院工程抗震研究中心主任胡晓
闫春丽 张亚洲
记者：胡老师，您好！首先请您和我们聊聊您的成长和求学经历，在您的学习成长过程中是否也和我们一样有过一些困惑和迷茫？面对这些问题您是如何调整和解决的呢？
胡晓：我是在“文革”结束后，恢复高考的第二年（1978年）在浙江省永康县芝英中学考入浙江大学土木系海洋建筑专业学习的。芝英中学是一座乡镇学校，办学条件相对较差。当时我比较幸运，遇到了一位毕业于浙江师范学院，下放到乡村中学任教的学识丰富的老师。他热心辅导了我的数学、物理课程，让我在高中毕业当年考入了重点大学。我在浙大就读的第二年，著名学者钱三强教授出任了校长，他认为我们就读的海洋建筑专业不是国家很急需的专业，而水工结构专业则是国家所急需的，因此在大二时，我就读的专业改成了水工结构专业，这一改动现在来看是十分正确的。1982年7月我大学毕业，当时没有实行现在的自主择业政策，而是由国家统一分配工作。我被分配到浙江省丽水地区水利水电勘测设计院工作。由于设计院缺少技术人员，报到以后马上安排我具体负责瑞洋工程的进水口以及引水隧洞的设计工作。我当时只有20岁，完全缺乏实际工程经验，面对具体工程设计感到十分迷茫，如钢闸门如何设计？闸门洞室一次混凝土与二次混凝土与埋件如何布置？如果进水塔结构断面取大了、配筋多了，担心浪费，若取小了又担心不安全。当时设计院没有计算机，更没有相应的计算软件，开展相关设计工作的压力很大。大学里的基础理论知识在设计中难以发挥优势作用，设计工作进展缓慢，但是工程又有进度要求，因此感到十分焦虑。瑞洋工程的大坝为50米高的双曲拱坝，当时对该体型的大坝安全分析还比较困难，具体负责设计拱坝的工程师了解到北京的水利水电科学研究院朱伯芳团队可以进行坝型优化，因此委托该团队对坝型进行了优化，取得了很好的效果。在保障了大坝安全的前提下，节约了大量混凝土。此事对于处在设计工作困境中的我影响很大，得知水科院是引领水利水电科学技术的国家队，因而萌生了报考水科院研究生、进一步深造的想法。我于1985年考上了水科院的研究生，得到了继续深造的机会，研究生的论文结合实际工程进行，初步培养了独立工作能力。
胡晓：我到水科院已有36年，见证了国家实施改革开放政策后，在经济上取得的高速发展和水科院科技事业取得的巨大进步。我国水利水电科学技术与世界先进水平相比，从跟跑到并跑，到某些领域的领跑实现了跨越式的发展。我刚来水科院时，主要研究100米级的高坝抗震问题，典型代表为漫湾重力坝（132米坝高）抗震研究。随后，开始研究200米级高坝抗震，例如二滩拱坝（240米）。水科院抗震方向的研究团队在坝体动态特性分析、坝体与库水相互作用、地震动不均匀输入影响、库底淤沙对大坝抗震影响等方面取得了丰硕的科研成果。进入21世纪以来，世界建坝重心在中国，随着我国高坝建设发展的需求拉动，高坝抗震研究取得显著进展。目前在大坝坝体强度和稳定的抗震分析中，已经能够把坝体及其地基作为一个体系的前提下，考虑了坝体、地基和库水的动力相互作用，坝体横缝在强震时开合的非线性接触影响，沿河谷两岸坝基各点地震动相位和幅值差异导致的非均匀输入、坝体体系振动能量向远域无限地基逸散的辐射阻尼、坝肩近域地基中各类不同岩性及地质构造差异及其材料非线性特性的影响等。已开发了能同时反映上述诸因素的更贴近实际的包括坝体、地基和库水体系的空间三维数学模型，能同时反映上述诸因素和多种非线性交叉的有效的动力分析方法。目前对于抗震设计烈度低于8度、高度小于200米的高坝抗震技术已经比较成熟，正在攻克300米级特高坝的抗震关键技术。我国大坝抗震设计及其研究水平已经处于国际先进水平。
关于研究生与导师的关系，我个人认为是一个相互学习、取长补短、共同提高的过程。导师的工作经验比较丰富，能够宏观把控研究方向、技术路线，起到研究导向的作用。研究生精力充沛、思维活跃，在具体的研究问题上能有所突破或者有新的见解。研究生论文题目不宜选择太大，适宜聚焦比较小的目标，理论与实践相结合，能够在较短的时间内做到该研究方向的前沿。
胡晓：我们研究的课题都是从工程实践中来，又受到工程实践的检验。作为工程抗震学科的科研工作者，应该脚踏实地，认真做事，理论紧密联系实际。长期以来，我们高度重视工程现场地震监测。例如，我们积极参与了金沙江下游梯级向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德库区的水库地震监测与强震动监测工作，具体负责了水库地震监测台网建设与监理工作，十几年来，随着全数字化地震监测技术的应用，取得了一大批水库地震波形数据。由于高分辨率的地壳速度结构是探测隐伏断层、查清发震构造的重要依据，也是地震精确定位的重要基础。所以利用地震事件和背景噪声成像方法，获得了金沙江下游地区高分辨率的三维地壳速度结构，以及向家坝、溪洛渡库区重点库段隐伏断层情况。通过采用不同的方法对地震波形频谱特征进行分析和统计，结合地震发生区段的地质构造条件、应力条件、水文地质条件、岩性空间分布特征、地形等，利用相应的试验或测试数据，构建三维有限元固液耦合模型，分析水库蓄水对震源区应力场、岩体、断层等所产生的影响，已经初步实现水库诱发地震的预测、判别从定性到定量的跨越式发展。
2008年汶川地震时，我第一时间赶赴地震灾区，广泛调查水利水电工程的震害情况，提出抗震救灾的建议，并向上级报告具体受灾程度，依靠国家力量，尽快恢复地震灾区人民群众的生活与生产秩序。在调查位于震中附近的紫坪铺、沙牌、宝珠寺、碧口这四座百米级高坝时，除了紫坪铺大坝面板出现裂缝外，其他大坝坝体结构基本良好，经受住了大地震的考验。实践证明，按照我国水工建筑物抗震设计规范设计的高坝具有良好的抗震性能。与此同时，我也发现这四座高坝均未能取得地震时完整的强震动记录，造成对大坝采取抗震应急措施、改进抗震设计时缺少定量化数据，为此，我主持编制了《水工建筑物强震动安全监测技术规范》(DL/T5416-2009、SL486-2011)、《水库诱发地震安全监测技术规范》(SL516-2013)，为水利水电行业推广强震动监测技术提供有力的支撑。
关于我办公室的灯经常亮到很晚，经常加班，如何一直对科研工作保持热情和精力的问题。主要原因是：目前水科院的科研任务，大多数来自于市场竞争，只有高质量完成科研任务，才能得到业主的认可，因此必须十分努力才能取得令人满意的成绩。为了使项目更好地完成，加班工作就成了常态。加班的另外原因是：有时业主要求任务完成的时间比较紧，或者有几个任务交织在一起，所以也要加班工作才能完成。也有的时候，想学习新知识或者对某些科研问题感兴趣，也会连续钻研而加班。总之，对于目前水科院的科研环境来说，要想做好科研工作，不加班几乎是不可能的。
胡晓：最近几年，我具体负责的课题组，主要从事核电抗震科研任务。最新的科研成果是建立了考虑流固耦合、材料非线性、碰撞等多因素影响的设备地震响应试验模拟方法，创新了结构-流体-设备的动力耦合试验特征的相似准则，切实解决核电抗震的高温、高压、强非线性、液固耦合、碰撞等关键性难题。获得多种地震工况下的贮存格架和燃料组件碰撞载荷、加速度、应变等数据，在燃料组件与格架贮存腔碰撞力研究方面获得了重大突破。团队成员开拓创新、勤奋敬业、团结务实，在业界树立了非常好的形象，任务源源不断，形成良性循环。目前，在国内核电抗震领域处于领先地位，三大核电集团的燃料组件抗震研究任务均委托我们进行。从国家的“十四五”规划中可知，我国的核电事业还要继续加大力度发展，鉴于核电对抗震安全的严苛要求，我们还会继续深入核电领域的抗震研究。
胡晓：水科院抗震中心的主要任务是为保障实际工程的抗震安全提供科学技术支撑。作为工程抗震学科的研究生，应该加强基础理论的学习，只有理论基础打得深、做得实，才能有科研工作的高度。对工程抗震领域的专业名著要学深悟透，精研数遍，融会贯通，才能把基本原理与方法真正掌握在自己的手中。广泛阅读所研究方向的相关论文，仔细阅读代表性论文，结合工程实践特别是国家的重要需求选择研究方向。与导师商量选定论文题目时，论文选题不宜过大，要聚焦解决一个具体问题，才能把该问题做深、做透。从水工抗震学科分析，目前主要的研究方向为：由于我国水能资源总量的71％集中于西部地区，这些地区河谷陡峻，开发条件好，宜于修筑高坝，但也是我国主要的高地震烈度区。抗震安全是高坝大库建设与安全运行面临的严峻挑战。近年来大坝抗震研究进展较快，但由于大坝坝址位于高山峡谷，地形地质条件十分复杂，加之地震预测还是世界性难题，高坝坝址地震动输入机制的确定成为高坝抗震安全评价急需解决的首要前提和制约因素。解决这个难题的主要有效途径有：
建立基于强震动监测台阵的西部高坝抗震试验基地。通过对大坝近断层的震源机制观测、地震波从震源到坝址传播路径的波速结构与地震动衰减规律、坝址的地震动多点不均匀输入等进行现场监测，为高坝地震动输入机制的理论基础和应用基础研究提供实际数据，并可为高坝的抗震加固设计提供科学依据。
针对位于我国西部高地震烈度区的六大水电基地的108座高坝大库，布设坝址及河谷自由场、特高坝强震动监测台阵，研究高坝地震输入机制，研发强震作用下高坝多耦合体系损伤演化机理数值模拟软件平台，配套建设载重达150吨且振动频率达到80Hz的大型振动台，结合现场观测数据开展高坝抗震模型试验。
实现高坝抗震安全野外原型监测、室内模型试验、理论与数值模拟三者科学研究的有机结合。
通过科学研究，为防止遭遇最大可能的极端地震而导致严重次生灾害的溃坝灾变提供科技支撑。
胡晓：我对水科院学子的期待并与其共勉的是：弘扬“创新 求实 敬业 奉献”的水科院精神；在科研工作中有锲而不舍的干劲，有自强不息、厚德载物的坚守。立足本职工作，发挥自身专长，用科学技术来解决生产实际中的问题，为建设创新型国家和科技强国做出实实在在的贡献。