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科学研究
Team
深圳大学未来地下城市研究院
团队基本信息
-
团队名称深圳大学未来地下城市研究院 -
所属学院 / 单位土木与交通工程学院 -
成立时间2018年
团队简介
研究方向与特色
研究院宗旨是秉持为人类生态文明建设做出原创性贡献，致力保护和建设美好生态环境的目标，立足探索城市地下空间资源和土地资源协同高效利用的最佳途径。研究院位于国家发展战略高地——粤港澳大湾区、聚焦国家战略和重大基础设施建设的重大科学问题和卡脖子技术难题，通过融合物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术，与传统的地质体的物理力学性质、岩土工程、地下结构工程、全寿命周期复杂系统赋能，创立韧性城市建设现代工程学，为开启下一代土木工程——“数智土木工程“做出引领性贡献。通过现代多功能感知原位获得各类物理力学本性（Nature）、数字孪生比对已有数据知识图谱系，预测未来地下开挖等活动引起的地质模态（Modality 或 State）变化。
主要研究方向
- 方向 1：岩土力学与现代工程控制理论
- 方向 2：高性能工程材料与韧性地下结构
- 方向 3：地下工程数字建造与智能运维
- 方向 4：城市可持续发展理论与方略
标志性技术 / 理论
1.地铁车站双洞密贴顶管机械化建造新技术
系统构建了新型装配式顶管车站结构体系设计理论和方法，揭示了新型接头和车站结构临时-永久力系转换的受力机理；突破了新型暗挖装备及配套施工等关键技术，研发了世界最大矩形顶管装备，攻克了超大管节拼装、施工扰动控制、密贴施工隧道线型控制等系列卡脖子技术难题；建立了顶管车站施工风险和减碳效益评估体系，开发了基于数字孪生技术的车站建设-运维全生命周期智能化施工管控平台和监测系统，形成了顶管车站建造与运维成套技术。
2.工程建设余泥渣土高效资源转化成套技术
建立了余泥渣土的地聚物基多相协同固液分离与固化耦合方法，揭示了泥浆的动态成核强化、多相排水边界构建和固化微环境控制机理，突破了快速凝聚、高效脱水和功能固化协同技术，解决了余泥渣土高效固液分离与固化 / 稳定化的同步难题；开发了防水、隔振、大变形自适应的系列余泥渣土基流态填料，构建了多固废协同固化 -高聚物功能调控的材料产品体系，并基于开闭孔 - 介孔调控，实现了余泥渣土基水土耦合生态修复；建立了适用于路用、注浆充填、海洋生态修复和“一步式”建材利用的一体化协同工艺，解决了余泥渣土资源化处理中面临的规模化难题；突破了泥渣性质和运行参数的实时多模态感知技术，开发了数据驱动的物相分离 - 资源转化耦合智能装备。
关键词
安全、韧性、智慧、绿色
团队定位
基础研究型- 应用开发型
产学研融合- 其他
支持学科
- 支柱学科：土木工程
- 相关学科：交通工程、计算机科学与技术、材料科学、物联网工程等
团队成员构成
研究院目前有包括中国工程院院士、国家杰青、国家万人计划领军、国家优青、国家青年千人等国家级人才23位，固定科研人员82人，其中教授31、副教授18人、助理教授33人，均具有博士学位，同时聘请国内外知名学者10人组成访问教授/客座研究员团队。现有专职研究人员7人，博士后研究人员(含联培博士后)65人，研究助理、行政管理人员及实验技术人员16人，博士、硕士研究生近400人。其中科研人员信息如下:
研究设施与资源
支撑平台
- 极端环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室
- 矿山深井建设技术国家工程研究中心
- 教育部滨海城市韧性基础设施重点实验室
- 生态环境部滨海城市水土环境演化重点实验室
- 深圳市地铁地下车站绿色高效智能建造重点实验室
研究院下设研究中心
- 岩土工程研究中心
- 功能材料与韧性结构研究中心
- 智慧基础设施研究中心
- 基础设施安全防护研究中心
- 现代隧道工程研究中心
- 城市地下空间研究中心
- 城市固弃物资源化研究中心
- 可持续发展战略研究中心
- 工程结构减隔振技术研究中心
- 工程材料研究中心
- 立体）物流研究中心
- 土木工程数字化管理研究中心
- 智慧海洋工程研究中心
- 城市水土环境演化研究中心
- 城市土地利用与空间规划研究中心
- 城市水土环境演化研究中心
- 地层冻结技术中心
核心设备
序号 | 设备名称 | 设备型号 |
1 | 布里渊光频域应变温度分析仪 | fibrisTerre Ftb5020 |
2 | 真正三向各向异性应力加载测试模块 | WILLE |
3 | 高压环境三维测试模块 | WILLE |
4 | 季节性冻土动静态测试模块 | WILLE |
5 | 冻土融沉压缩测试模块 | WILLE |
6 | 压扭耦合测试模块 | WILLE |
7 | 土体动态模量测试模块 | WILLE |
8 | 高分辨应变监测系统 | OSI-S |
9 | 多尺寸多形状地下结构足尺试验装置 | 深圳大学联合实验室自主研发 |
10 | 原位体素成像三轴加载运行系统 | nanoVoxel-2000 |
11 | 光学散射信号分析仪 | Ray-Test\FOD-S |
12 | 比表面积分析仪（BET） | ASAP 2020M+C |
13 | 高性能图形工作站 | AMAX G558 |
合作网络
- 国内外知名合作高校：清华大学、同济大学、湖南大学、中南大学、西南交通大学、中山大学、哈尔滨工业大学（深圳）、香港理工大学、陆军工程大学等。
- 机构及企业：深圳市机场（集团)）有限公司、中国建筑国际集团有限公司、中国建筑工程（澳门）有限公司、中建三局集团有限公司、中铁工程装备集团有限公司、工信部电子五所赛宝低空通航实验室、深圳市原水有限公司、中电建华东勘测设计院 、福建第一公路工程集团有限公司、深圳顺丰泰森控股（集团）有限公司、杭州未来地下城市空间规划设计研究院有限公司、中铁南方投资集团有限公司、三一筑工科技股份公司、马克菲尔(长沙)新型支档科技开发有限公司、中铁十局、中铁十五局、中铁十四局等。
科研项目与成果
自成立以来，研究院主持承担包括国家自然科学基金项目（含重大项目、重点项目、杰出青年科学基金项目、面上项目等）、国家重点研发计划项目等310余项纵向科研项目，纵向科研经费超3.2亿元；同时承担包括香港明日大屿、深圳机场T2航站区、杭州地铁18号线华家池站、三亚河口通道、珠海杧洲隧道、江阴-靖江长江隧道、十字门隧道工程等相关的160余项横向科研项目，横向科研经费超1.7亿元。
首创了地铁地下车站双洞密贴顶管建造新技术，成功应用于深圳地铁12号线沙井古墟站建设；并创新提出地铁域地下空间安全建造控制理论及关键技术，实现了隧道结构3m外地下空间连片开发，释放了大量土地资源。
通过承担系列国家重大/重点类咨询、基础研究和研发项目，形成地下空间韧性基础理论和技术体系：
2023年：极端情况下超大城市立体空间安全韧性战略研究
2023年：城市站城融合立体网络空间智慧运维关键技术与应用
2022年：城市地下空间结构韧性体系关键技术
2022年：城市地下智能物流系统发展战略研究
2021年：新型韧性隧道结构预制与装配成套智能技术和系统
2021年：城市地下综合管廊*******防护技术
2021年：地下空间开发施工技术体系研究
2020年：超大城市深层地下空间韧性基础理论
2019年：繁华城区地铁暗挖车站关键技术
2019年：城市地下工程建设与运营安全控制理论与方法
2018年：面向2035的未来韧性城市地下空间发展战略研究
标志性科研项目
项目名称 | 项目负责人 | 项目类型 | 起止时间（年） |
超大城市深层地下空间韧性基础理论 | 陈湘生 | 国家自然科学基金重大项目 | 2021-2025 |
城市地下工程建设与运营安全控制理论与方法 | 陈湘生 | 国家自然科学基金重点项目 | 2020-2024 |
城市站城融合立体网络空间智慧运维关键技术与应用 | 陈湘生 | 国家重点研发计划项目 | 2023-2026 |
城市地下空间结构韧性体系关键技术 | 崔宏志 | 国家重点研发计划项目 | 2022-2025 |
极端情况下城市运行安全与应急保障 | 陈湘生 | 中国工程院战略研究与咨询项目 | 2022-2025 |
新型韧性隧道结构预制与装配成套智能技术和系统 | 陈湘生 | 深圳市高层次人才项目 | 2021-2026 |
岩土工程与地下结构抗震韧性 | 包小华 | 国家自然科学基金青年科学基金项目（A类） | 2026-2030 |
海底含孤石复杂地质环境大直径盾构掘进响应机理及智能控制研究 | 苏 栋 | 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目 | 2025-2028 |
室内空气净化 | 莫金汉 | 国家自然科学基金杰出青年科学基金 项目 | 2024-2028 |
岩土工程智能反分析与工程应用 | 金银富 | 国家自然科学基金优秀青年基金项目（海外） | 2021-2023 |
香港明日大屿绿色高效填海筑岛关键技术研究 | 陈湘生 | 横向项目 | 2023-2026 |
深圳宝安国际机场T2航站区跨既有轨道交通车站群涉铁地下工程专题研究服务项目 | 陈湘生 | 横向项目 | 2026-2031 |
高水压跃变地层输水隧洞泥水盾构工程灾变智能预控现代技术 | 陈湘生 | 横向项目 | 2020-2023 |
深埋高水压超大断面装配式矩形顶管长距离顶进关键技术研究 | 陈湘生 | 横向项目 | 2025-2027 |
三亚河口通道及深江铁路管幕段冻结技术专项技术服务项目 | 陈湘生 | 横向项目 | 2025-2028 |
代表性成果
近年来，团队出版专著30余部，发表论文1600余篇，牵头荣获国家科学技术进步奖二等奖1项，省部级以及国家一级行业学会/协会科技奖励特等奖和一等奖20余项，其中教育部科技进步一等奖1项、广东省科技进步一等奖2项和技术发明一等奖1项，安徽省科技进步一等奖1项，中国岩石力学与工程学会科技进步特等奖2项，茅以升科学技术奖—交通运输科学技术奖1项，中国非开挖杰出技术奖1项等；国际奖7项，包括国际非开挖协会创新技术奖1项，国际隧道协会（ITA）年度“超越工程”奖1项等。2024年9月，陈湘生院士荣获“全国教育系统先进工作者”称号。2026年4月，陈湘生院士担任总主编首发智能建造系列新形态教材。
论文：高水平论文
Chen Xiangsheng, Shen Jun,Bao Xiaohua, Wu Xianlong, Tang Waiching & Cui Hongzhi.(2023). A review of seismic resilience of shield tunnels. Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research,136.
Xiaohua Bao, Yingpeng Li, Xiangsheng Chen, Haoyu Yang & Hongzhi Cui.(2024).Experimental investigation on axial compressive and splitting tensile behaviour of reinforced concrete with a low content of hybrid steel fibres. Construction and Building Materials,428,136315.
Dong Su, Wei Hong Yang,Xing Tao Lin,Xiao Zhang,Zhiyu Zhang & Xiangsheng Chen.(2024).Soil-carrying effect induced by super-large-diameter shallow-buried shield tunneling and treatment measures: A case study in Zhuhai, China.Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research,153,106037-106037.
Tong Qiu, Xiangsheng Chen, Dong Su, Kunyang Chen, Qiufeng He, Zhenji Zheng. & Yanshuai Wang.(2024).LEGO®-inspired decision-making model for automatic constructionof precast diaphragm walls. Automation in Construction,166,105667-105667.
Chengyu Hong,Wei Rao,Tong Qiu,Xiangsheng Chen,Lei Wang,Wei Li & Wensheng Yang.(2024).Development of a theory-monitoring integrated structure joints assessment method of prefabricated underground stations.Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research,153,106046-106046.
Wang Lei, Chen Xiangsheng, Su Dong, Liu Shuya, Liu Xian, Jiang Shouchao. & Yang Wensheng.(2023).Mechanical performance of a prefabricated subway station structure constructed by twin closely-spaced rectangular pipe-jacking boxes. Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research,135.
Fu Yanbin, Chen Lei, Xiong Hao, Chen Xiangsheng, Lu Andian, Zeng Yi & Wang Beiling.(2024).Data-driven real- time prediction for attitude and position of super-large diameter shield using a hybrid deep learning approach. Underground Space,15,275-297.
Zhao Debo, Huang Yutao, Chen Xiangsheng, Han Kaihang, Chen Cheng, Zhao Xiaofeng & Chen Weitao.(2023).Numerical investigations on dynamic responses of subway segmental tunnel lining structures under internal blasts.Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research,135.
Cui Hongzhi, Zou Yang, Yang Haibin & Bao Xiaohua.(2023).Thermal-mechanical behaviors of concrete with innovative salt hydrate PCM-based thermal energy storage aggregate. Energy Conversion and Management,293.
Shen Xiang ,Chen Yifan, Cao Liqiang ,Chen Xiangsheng, Fu Yanbin & Hong Chengyu.(2024).Prediction of the slurry pressure and inversion of formation characteristics based on a machine learning algorithm during tunnelling in a fault fracture zone. Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research,144.
陈湘生 , 全昭熹 , 陈一凡 , 沈翔，苏栋 . 极端环境隧道建造面临的主要问题及发展趋势 . 隧道建设（中英文）, 2024, 44(3): 401-432.
陈湘生 , 王恒 , 宋朝阳 , 等 . 冻结立井井筒机械化掘进现状及发展趋势 . 煤炭科学技术 , 2024, 52(09): 1-17.
Xiangsheng Chen, Qiufeng He, Jinshan Qiu, Lei Wang, Dong Su, Meilin Liu, Kunyang Chen, and Tong Qiu.(2025). .Simultaneous construction of subways and utility tunnels: A case project in Shenzhen, China. Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research, 158106421-106421
Tong Qiu,Wei Rao,Kaibin Ye,Xiangsheng Chen,Beiyu Wu,Xiaohua Bao.(2026).Modeling and compensation of assembly uncertainties for joints in prefabricated underground structures: experimental, numerical, theoretical study. Tunnelling and Underground Space Technology incorporating Trenchless Technology Research, 167107047-107047
专利：已授权发明专利
苏栋、陈湘生、王雷、陈建航、 邱桐、刘树亚、 孙波、李围、何珺、马晓宾、高浩、阳文胜，一种双洞密贴顶管形成整体式地铁车站的结构转换方法，CN116446926B
包小华、袁槐岑、陈湘生、崔宏志、沈俊、夏长青、李浚弘，一种原状土取样保存装置及方法，CN116399638B.
姬凤玲、李伟、陈湘生、吕擎峰、李强、彭远胜、俞晶晶、朱国飞、李妙歌，一种山前洪积扇面流侵蚀碎石启动粒径的计算方法，CN118051699B
孙晓辉、廖博文、孙宗波、董紫君、陈曦、陈湘生、陈子奕、陈贵林、毕月峰、吕果、陈蓝，一种智能化废弃渣土多功能资源化处理方法及其系统。
韩凯航、翟志远、陈湘生、崔宏志、张冬梅、包小华、王树英、张成平、魏纲， 一种邻近施工扰动作用下既有隧道结构安全韧性评价方法，CN118115317B
陈湘生、包小华、沈俊、韩震、刘自明，利用跨地铁运营隧道地下空间的建造管理方法以及系统，CN119740973B
苏栋、龚浩锋、陈湘生、曾仕琪、李强、杨磊、莫泽新、李荣康， 交通枢纽大客流应急决策方法及系统、可读存储介质， CN121032758B
获奖：省部级以上科技奖励
《地铁域地下空间安全建造控制理论、关键技术及应用》获2025年度国家科学技术进步奖二等奖
《国家战略引领-学科交叉驱动的数智大土木工程复合型人才培养探索与实践》获2025年广东省教学成果奖特等奖（本科）
《地层-地下结构动力耦联灾变机理及控制关键技术》获2022年教育部科技进步一等奖
《韧性导向的盾构隧道结构智能建养关键技术及应用》获2025年广东省科技进步一等奖
《盾构渣土力学特性与高质掘进技术研究》获2024年广东省科技进步奖一等奖
《能源地下结构高能效关键技术研究及应用》获2023年广东省技术发明一等奖
《近运营地铁隧道结构-岩土性能演化机理与地下空间开发成套技术》获2021年广东省科技进步一等奖
《大体积混凝土精准控裂关键技术及应用》获2024年安徽省科学技术进步一等奖
《地铁地下车站双洞密贴顶管建造技术》获2024年中国非开挖杰出技术奖
《复杂条件下岩土工程锚固与抗震的理论及关键技术》获2023年中国岩石力学与工程学会科技进步特等奖
《Close-ft, twin tunnel pipe jacking technology for subway station construction》 获2025年际非开挖协会创新技术奖
学术活动
研究院坚持“引进来”和“走出去”相结合，通过开展交流活动、举办学术会议、参加学术会议等多种方式，开展多学科、多角度深入交流与探讨，提高科研合作与交流水平。近年来成功主办/协办了第二届极端环境岩土和隧道工程智能建养学术会议、2025第四届中国隧道与地下空间大会、第十二届国际地下空间开发大会、第八届工程风险与保险研究学术研讨会、2025粤港澳大湾区地铁产业大会、2024隧道与地下工程可持续发展青年学术会议、第七届国际地下空间学术大会、第十二届全国工程地质大会、第十一届国际地下空间开发大会、2024粤港澳大湾区岩土工程青年学者论坛、第九届岩土本构理论高层论坛、第二届ASCE大中华论坛等重要学术会议，积极推动了相关领域的科学研究、技术进步和科研交流与合作。
未来发展规划
短期目标
初步构建极端环境岩土体多元信息感知技术体系，多元信息智能感知准确度达 70%；
初步构建绿色低碳建造技术体系与地下空间结构病害智能化评价及修复技术体系。
中长期目标
全面构建极端环境岩土体多元信息感知完整技术体系，多元信息智能感知准确度达 85%；
突破大型及复杂地下工程 ( 群 ) 近接施工、深层地下空间开发、城市地下空间拓建改造等密集城市典型敏感场景下工程灾变预控技术，灾害防控有效率达 95%。
全面构建地下空间结构病害智能化评价及修复技术体系，实现病害定位精度优于 0.5m、识别准确度 >90%，工程运维人力投入减少 40%。
附加材料
团队标志性成果图片
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