张顶立

北京交通大学土木建筑工程学院院长

张顶立，北京交通大学教授，博士生导师，土木建筑工程学院院长，国家973计划《城市地下工程安全性的基础理论研究》项目首席科学家，国家重点研发计划项目“地铁与地下管廊工程施工安全保障关键技术研究”项目负责人，国家“863计划”项目“大型跨海隧道钻爆法修建核心技术研究”负责人，中国岩石力学与工程学会常务理事、地下工程分会副理事长、中国土木工程学会工程风险与保险研究分会副理事长，桥梁与隧道工程国家重点学科带头人，隧道及地下工程教育部工程研究中心主任，“隧道及地下工程安全性控制”教育部创新团队带头人，全面负责城市地下工程教育部重点实验室工作。张顶立教授长期致力于隧道及地下工程设计理论与施工技术方面的研究和高层次人才培养。

人物经历

主要学习经历

1981年09月～1985年07月：山东科技大学采矿工程系采矿工程专业，工学学士；1985年09月～1988年06月：山东科技大学矿压研究所采矿工程专业，工学硕士；1992年09月～1995年06月：中国矿业大学采矿工程系采矿工程专业，工学博士。

主要工作经历

1988年06月～1992年08月：河北工程大学采矿工程系，助教、讲师。

1995年07月～1996年05月：中国矿业大学采矿工程系，讲师。

1996年06月～1998年10月：中国矿业大学大地测量学科，博士后(一站)、副教授。

1998年11月～2000年06月：北京交通大学土木工程学科，博士后(二站)、副教授。

2000年07月～2006年06月：北京交通大学隧道及地下工程研究中心常务副主任，历任副教授、教授、特二岗教授，博士生导师。

2006年6月—2007年7月：北京交通大学教授、博士生导师，隧道及地下工程教育部工程研究中心主任

2007年7月—2011年4月：北京交通大学土木建筑工程学院副院长，教授、博士生导师，隧道及地下工程教育部工程中心主任、城市地下工程教育部重点实验室主任

2011年4月-：北京交通大学土木建筑工程学院院长，教授、博士生导师，隧道及地下工程教育部工程研究中心主任、城市地下工程教育部重点实验室主任。

主要学术兼职

中国岩石力学与工程学会常务理事、地下工程分会副理事长；

中国土木工程学会工程风险与保险研究分会常务理事；

中国锚固工程协会理事；

国际岩石力学学会会员；

中国国际工程咨询公司专家；

《隧道与地下工程灾害防治》副主编，《岩石力学与工程学报》、《北京交通大学学报》、《土木工程学报》，《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》、《隧道建设》、《煤》等杂志的编委。

参选院士

张顶立是2023年中国工程院院士增选有效候选人，杜修力提名

研究方向

海底隧道

城市地下工程

围岩稳定性

安全风险控制

结构耐久性

复合注浆

主要贡献

张顶立教授经过20年的潜心研究，建立了综采放顶煤采场岩层控制理论体系，为综放开采技术在我国的健康发展奠定了坚实的理论基础，使我国的综放开采技术走在世界前列；通过对我国100余座交通及市政隧道的检测、分析和评估，揭示了既有隧道的破坏机理，编制了技术标准，引领了既有地下结构的检测评估工作；首次提出了针对不同类型地层的地层沉降模式，揭示了城市地铁暗挖施工中的地层大变形机理，由此建立了地层沉降的控制原理和方法；开展了大跨、浅埋以及不良地质条件下的隧道围岩稳定性研究，发展并完善了浅埋暗挖施工技术的理论体系；开展了地层与结构动态作用关系的研究，建立了地层与结构变位分配理论和注浆抬升理论，创造了基于关键技术的城市地下工程安全风险控制体系；率先开展对海底隧道钻爆法施工核心技术的研究，揭示了突水机理和灾害演化规律，并由此引领着海底隧道技术领域的发展。以上研究成果在我国矿山、交通、水利、市政及军事工程中得到了应用，相关内容获得8项省部级科技进步一等奖和4项二等奖。

主要学术成果如下：

(1)提出和发展了“综放采场岩层控制”的学科方向，建立了完整的理论体系和技术方法。

采用综放开采工艺后，上覆岩层及地表移动规律发生了根本性的变化，而且顶煤是由矿山压力自然破碎的，因此需对顶煤的破碎机理、岩层结构形式及其稳定性评价方法、地表沉降的响应模式等问题进行研究。该成果获教育部自然科学一等奖。

(2)揭示了既有隧道的病害机理，为隧道设计和施工质量控制提供了依据。

在大量隧道检测和结构分析的基础上，首次明确提出衬砌背后空洞的存在、衬砌结构厚度不足及厚度不均匀等是造成隧道衬砌结构破损的主要原因，其中以衬砌背后空洞的影响最为严重，而尺度在0.5m以下的空洞影响不明显。编制了部颁技术标准。

(3)提出了地铁暗挖施工地层变形模式，建立了相应的力学模型，揭示了地层变形机理。

基于城市地下工程浅埋暗挖法施工的地层变形特点，提出了地层整体下沉和抽冒式地层变形的模式，分别建立了相应的力学模型。据此将地表沉降控制标准由30mm调整为60mm，并编入《地铁工程监控量测技术规程》（DB11/490-2007）。此项仅北京在建工程就可节省资金数亿元。该成果获北京市科技进步二等奖。

(4)建立了在松软、破碎及致密地层中“复合注浆模型”，阐述了注浆机理。

在松软破碎地层中施行劈裂注浆形成浆脉，然后再由挤压注浆实现致密，建立了浆脉参数与注浆压力、浆液粘度、地层性质之间的关系，并对浆脉形成的结构稳定性进行了分析。提出了注浆材料复合和注浆方式复合的新思路，可使注浆效果的评价定量化。解决了海底隧道注浆的技术难题。

(5)基于施工过程力学，建立了地层与结构变位分配的非线性控制理论体系。

地层及结构变形非线性特点即决定了变形受到手工顺序的影响，并且具有累积性，不同工序的影响很大，通过对“地层—结构”作用体系的分析，建立了结构物状态与隧道施工活动之间的动态关系，使控制过程更具科学化；建立了结构注浆抬升的力学分析模型，使过程恢复做到精细化；建立了以地层变形为核心的安全风险控制体系。该成果2008年获教育部科技进步一等奖。

(6)系统研究了钻爆法施工海底隧道的技术要点，形成了海底隧道建造核心技术体系。

针对钻爆法海底隧道的关键技术难点，系统研究了地质保障系统、合理埋置深度、注浆加固理论、防排水技术、结构设计和安全风险控制等，建立了隧道围岩变形与隧道安全性的对应关系，并给出了相应的控制标准，为突水事故的预报提供了理论依据，由此形成了海底隧道的核心技术体系。该成果2008年获教育部科技进步二等奖。

结合上述领域的研究，在综放开采岩层控制理论、顶煤破碎机理、上覆岩层移动规律、隧道结构设计及安全性评价、地层变形机理、海底隧道灾变机理及控制原理等方面形成了系统的理论成果，在国内外发表学术论文130余篇，其中被SCI、EI收录近100篇。《复杂条件下大型海底隧道钻爆法建造关键技术研究及应用》获北京市科技进步一等奖，《采动岩体动态力学模型及理论研究》获教育部自然科学一等奖，《城市地下工程安全风险控制技术及其应用》获教育部科技进步一等奖，《无水砂卵石地层盾构隧道施工关键技术研究》获北京市科技进步一等奖，《高速铁路隧道支护结构体系设计理论及其应用》获中国岩石力学与工程学会科学技术一等奖，《高速铁路隧道围岩稳定性控制技术》获中国铁道学会科技进步特等奖，另获省部级科技二等奖多项。出版相关专著3本，其中的主要研究成果已被编入大型专著和相关专业的教科书中。

主持项目

荣誉表彰

中国公路学会特等奖（2019）

北京市科技进步一等奖（2018）

中国铁道学会特等奖（2018）

中国岩石力学与工程学会科学技术一等奖（2017）

北京市科技进步一等奖（2011）

教育部科技进步二等奖（2011）

教育部科技进步一等奖（2008）

北京市科技进步二等奖（2006）

北京市科技进步一等奖（2004）

宁夏回族自治区科学技术一等奖（2002）