FUSE Lecture || 2026年第5期 | 欧洲人文与自然科学院院士邵建富教授分享微观力学 - 机器学习耦合地质材料多尺度建模
发布时间: 2026-06-12

【编者按】

FUSE Lecture系列讲座,通过将土木与交通学院原有五个一级学科开展的境外学者专家学术讲座系列融合升级为学院统一品牌Future Urban Systems Engineering (简称“FUSE”) Lecture,打造师生与境外知名学者专家互动的高水平学术平台。FUSE 寓意“融合、汇聚”,体现学院多学科深度交叉创新与前沿思想、工程实践的融合。讲座系列聚焦未来城市系统工程,涵盖智慧城市建设与运维、智慧交通、智慧水利、防灾减灾、可持续韧性、数智力学等方向,旨在汇聚全球智慧,引领未来城市系统工程的前沿探索。FUSE Lecture 下设两个系列:FUSE Distinguished Lecture:定位是引智与合作,邀请境外高校正式教职学者或知名行业资深专家,分享学科前沿与重大工程创新成果;FUSE Young Scholar Lecture:定位是招聘与储备,邀请海外具有突出学术潜力的优秀博士后和博士研究生,展示前沿创新研究与最新成果。

 为进一步推动学院国际交流与合作,拓宽师生学术视野,2026 年6 月9 日下午,土木与交通学院于交通大楼报告厅举办“境外学者专家系列讲座”2026年第5期(总第 105 期)。本次讲座特邀欧洲人文与自然科学院院士、法国里尔大学特级教授邵建富担任主讲嘉宾。讲座由院长虞将苗教授主持,亚热带建筑与城市科学全国重点实验室常务副主任吴建营教授、学院正处级组织员赵宏,副院长周斌珍教授、胡楠教授出席,学院10余位教师和各专业110余名学生代表参加。

 虞将苗院长开幕致辞

本次讲座题为“微观力学 - 机器学习共驱的地质材料多尺度设计及理性发现”(英文题目:Combination of micromechanics and machine-learning for design and discovery of geomaterials)。面向可持续建造背景下先进岩土材料与新型功能材料设计的重大需求,如何建立贯通微观结构、组分性质与宏观性能的理论方法,已成为岩土工程、材料科学与人工智能交叉领域的重要前沿问题。邵教授结合团队多年研究积累,系统介绍了微观力学与机器学习交叉融合的最新进展,深入阐释了二者在岩土材料及创新材料发现、关键参数表征和跨尺度优化设计中的应用思路与发展方向。

 邵建富教授作学术讲座

报告中,邵教授首先从解析均匀化理论出发,介绍了典型微观力学模型的发展脉络,梳理了 Voigt–Reuss、Hashin–Shtrikman、Mori–Tanaka 等经典弹性估计方法,并结合其团队近年来在多孔介质多尺度强度准则方面的研究成果,阐明了孔隙、夹杂等微观结构及其组分性质对材料宏观等效性能的影响机制。随后,邵教授进一步介绍了基于快速傅里叶变换(FFT)的数值均匀化方法,说明了该方法在复杂非均质微观结构表征和多尺度性能预测中的独特优势。在此基础上,邵教授重点阐释了人工神经网络与微观力学耦合的基本思路,指出解析均匀化和数值均匀化方法可用于构建具有物理约束的大规模代表性数据集,并结合实测数据为机器学习模型训练、验证和优化提供可靠基础。报告最后,邵教授展示了孔隙、夹杂含量及其相互作用对材料宏观屈服强度和等效性能的调控规律,验证了“微观力学+机器学习”耦合框架在复杂多孔多相地质材料理性发现、多尺度性能预测和优化设计中的应用潜力。该框架有望形成兼具物理可解释性与高效预测能力的新型材料设计范式,为先进岩土材料和创新功能材料研发提供新的理论工具与技术路径。

 讲座现场情况

整场讲座内容翔实、逻辑清晰,紧扣多尺度材料力学、机器学习与结构优化设计等前沿热点。在交流环节,现场师生围绕多尺度力学理论、机器学习模型适用范围、训练模型向真实工程问题的推广、数字孪生工程应用前景以及未来研究方向等问题踊跃提问。邵教授结合已训练神经网络对域外问题的适配能力,以及智能模型与有限元、离散元等传统边值问题求解方法的应用差异,逐一作出细致解答,并分享了宝贵的科研经验与学术思考。现场交流气氛热烈。参会师生纷纷表示,本次讲座深入浅出地展示了微观力学与人工智能交叉融合的前沿成果,进一步加深了大家对地质材料多尺度建模、性能预测和智能优化设计的理解,拓宽了国际学术视野,对后续专业学习和科研工作具有重要启发意义。

 讲座互动交流环节

我院长期坚持搭建 FUSE Lecture 高水平国际学术交流平台,持续邀请海内外知名专家学者前来开展学术分享,致力于营造开放创新、多元交流的学术环境。本次讲座的举办,进一步深化了我院与法国知名高校的学术联系,推动建筑、土木学科在机器学习、多尺度材料力学以及结构优化设计等方向的研究探索。未来,学院将持续开展系列国际学术交流活动,汇聚全球前沿智慧,助力学科高质量发展,积极服务国家防灾减灾等重大发展战略。

 (交通基础设施系供稿)

【报告人简介】

Jianfu Shao(邵建富)教授现任法国里尔大学特级教授,欧洲人文与自然科学院(Academia Europaea)院士,曾获美国土木工程师学会(ASCE)莫里斯·比奥(Maurice A. Biot)奖章。他长期从事多场耦合岩石试验装备研制、多尺度本构理论、岩石材料热-水-力及化学耦合效应与先进数值方法等研究,取得了一系列原创成果,发表学术论文600余篇,被引超20,000次,H指数73。他主持完成了多项国内国际重大科技项目,包括国家重点研发计划、“973”计划课题、国家自然科学基金委-法国国家研究署合作项目、欧共体及法国国家科研中心科研项目。研究成果已在石油工业、核废料处置、酸性气体封存、氢气储存、非常规油气工程、地热工程、水电工程等领域得到广泛应用。他现任国际期刊《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》、《Rock Mechanics and Rock Engineering》副主编,以及《International Journal of Plasticity》、《Acta Geotechnica》、《Computers and Geotechnics》等多个行业知名国际期刊编委。