提出非均質(zhì)彈性徐變體兩個(gè)基本定理及有限元徐變應(yīng)力隱式解法。提出了庫水溫度、溫度荷載及重力壩、拱壩、船塢、水閘、澆筑塊等一系列水工結(jié)構(gòu)溫度徐變應(yīng)力計(jì)算方法，建立了混凝土溫度應(yīng)力和溫度控制較完整的理論體系，提出了結(jié)束“無壩不裂”歷史的策略和技術(shù)，并已在部分工程實(shí)現(xiàn)。提出了拱壩優(yōu)化數(shù)學(xué)模型和求解方法，用優(yōu)化方法設(shè)計(jì)的拱壩已建成170余座，可節(jié)約10%~30%。提出了混凝土壩仿真的一整套計(jì)算方法。提出的各種計(jì)算方法和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則獲廣泛應(yīng)用，納入中國重力壩、拱壩等設(shè)計(jì)規(guī)范的即有14種 ^[2]  。

從七十年代初開始，積極推廣有限單元法；從1976年開始，開辟了拱壩優(yōu)化這一新的研究領(lǐng)域。

1984年被授與首批國家級有突出貢獻(xiàn)科技專家稱號，第八、九屆全國政協(xié)委員。

“十年動亂”期間，朱伯芳被下放至河南省三門峽市郊的水利工地。逆境中他并沒有沉淪，從1972年開始，他聯(lián)合宋敬廷，把當(dāng)時(shí)國外剛剛興起的有限單元法引進(jìn)到國內(nèi)。朱伯芳的主要貢獻(xiàn)有：

（1）與宋敬廷合作，編制中國第一個(gè)不穩(wěn)定溫度場程序，第一個(gè)混凝土溫度徐變應(yīng)力程序（1972年），第一個(gè)彈性厚殼程序等5個(gè)有限元程序，并應(yīng)用于大量工程計(jì)算；（2）徐變應(yīng)力的隱式解法；（3）中國第一個(gè)混凝土壩仿真計(jì)算（1972年，三門峽底孔壩段）；（4）提出了混凝土高壩仿真的一整套高效率、高精度的計(jì)算方法，包括并層算法、分區(qū)異步長算法、并層壩塊接縫單元、水管冷卻等效熱傳導(dǎo)方程等；（5）撰寫出版《有限單元法原理及應(yīng)用》一書，為設(shè)計(jì)、科研、工程、教學(xué)發(fā)揮了積極的作用。

隨著時(shí)代的發(fā)展，有限元方法的推廣和計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐步普及，隨之而來的是混凝土壩仿真分析研究的實(shí)用性及可行性增強(qiáng)，適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，成果水平日益提高，從而為21世紀(jì)水利工程的設(shè)計(jì)和施工起到了關(guān)鍵性作用。目前，中國的高混凝土壩溫度應(yīng)力及溫度控制仿真分析水平，在世界上處于領(lǐng)先地位。已經(jīng)用這套方法，對國內(nèi)數(shù)十座大中型水電站進(jìn)行了溫度應(yīng)力及溫度控制仿真分析，所得成果，被廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)和施工。

2000年，他以“混凝土高壩全過程仿真分析及溫度應(yīng)力研究”，獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

1949年以前，中國只有一座日本人建造的豐滿混凝土重力壩，沒有自行設(shè)計(jì)的混凝土高壩，中國在混凝土壩的設(shè)計(jì)和施工方面是一片空白。1951年至1956年，朱伯芳參加了中國第一批三座混凝土高壩——佛子嶺連拱壩、梅山連拱壩、響洪甸拱壩的設(shè)計(jì)，并擔(dān)任響洪甸壩工組長。佛子嶺是中國自行設(shè)計(jì)建造的第一座混凝土高壩，梅山是當(dāng)時(shí)世界上最高的連拱壩，響洪甸是中國第一座混凝土拱壩。在汪胡楨、曹楚生的領(lǐng)導(dǎo)下，朱伯芳與裘允執(zhí)、周允明、薛兆煒等一起，通過這三座大壩的建設(shè)，掌握了現(xiàn)代混凝土高壩的一整套設(shè)計(jì)技術(shù)，并有所創(chuàng)新。

早在1952年，朱伯芳就針對當(dāng)時(shí)國外壩工建設(shè)中，全壩均采用統(tǒng)一混凝土標(biāo)號的做法，提出了根據(jù)不同應(yīng)力水平，在壩體不同部位采用不同的混凝土標(biāo)號的理念，運(yùn)用于工程中后，節(jié)省了大量資金。此種做法如今已成為大壩設(shè)計(jì)中的常規(guī)理念；1953年，朱伯芳提出變厚度支墩壩應(yīng)力的彈性力學(xué)解法；1955年，朱伯芳提出了有熱源水管冷卻解法及澆筑層水化熱溫升理論解，該成果早在20世紀(jì)50年代末即已享譽(yù)國內(nèi)外。如前蘇聯(lián)1959年編制的三門峽重力壩設(shè)計(jì)書中即有以下記載：“本壩冷卻水管的計(jì)算，采用了中國朱伯芳方法”。

溫度應(yīng)力是水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的一個(gè)關(guān)鍵問題。朱伯芳以他敏銳的洞察力，早在1955即在國內(nèi)首先開辟了混凝土溫度應(yīng)力和溫度控制的研究領(lǐng)域，并憑借他多年的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐和深厚的理論功底，闡明了混凝土溫度應(yīng)力的基本規(guī)律，建立了完整的計(jì)算分析和理論體系，提出了混凝土澆筑塊、基礎(chǔ)梁、船塢、水閘、重力壩、拱壩、孔口、庫水溫度、寒潮、水管冷卻等一系列溫度應(yīng)力研究成果和計(jì)算方法，廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程，其中11項(xiàng)成果已經(jīng)納入國家重力壩、拱壩、船塢、水工荷載、水工混凝土結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)規(guī)范。

以他本人成果為核心的《水工混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力與溫度控制》一書（75萬字），是大體積混凝土方面的重要著作，在水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中發(fā)揮了重要作用，并獲得國內(nèi)外高度重視和廣泛好評，1991年，日本建設(shè)省已將全書譯成日文。1982年，他以“水工混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力研究”，獲得國家自然科學(xué)三等獎(jiǎng)。此后，他又繼續(xù)在溫度應(yīng)力和溫度控制方面積極研究，發(fā)表技術(shù)論文30余篇，對通倉澆筑常態(tài)混凝土重力壩、碾壓混凝土重力壩、碾壓混凝土拱壩的溫度應(yīng)力和溫度控制進(jìn)行了系統(tǒng)研究，于1999年出版了專著《大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制》（115萬字）。

朱伯芳參與大壩設(shè)計(jì)

國內(nèi)外混凝土壩“無壩不裂”是長期困擾水工界的一個(gè)世界性難題，朱伯芳對此進(jìn)行了長期的系統(tǒng)研究。他先后提出了加強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量控制、優(yōu)化材料抗裂性能、適當(dāng)提高抗裂安全系數(shù)、嚴(yán)格控制基礎(chǔ)溫差和內(nèi)外溫差等指導(dǎo)思想，特別著重批判了廣為流行的混凝土齡期28d后無需表面保護(hù)的片面觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)多數(shù)情況下應(yīng)進(jìn)行全年保溫。在他指導(dǎo)下進(jìn)行溫控設(shè)計(jì)的江口拱壩和三江河拱壩，由于溫控措施得當(dāng)，竣工數(shù)年未出現(xiàn)裂縫。三峽二期工程開始前，他建議加強(qiáng)表面保護(hù)，采用上游面5cm、下游面3cm泡沫塑料長期保溫，當(dāng)時(shí)未被工程采納，施工后產(chǎn)生了較多的裂縫。三峽三期工程采納了他的意見，施工三年來，未出現(xiàn)一條裂縫。全世界“無壩不裂”的歷史可望結(jié)束。

朱伯芳對溫度應(yīng)力和溫度控制研究的成果，主要包括以下幾方面：（1）冷卻水管計(jì)算方法：有熱源，非金屬水管，等效熱傳導(dǎo)方程；（2）澆筑塊溫度應(yīng)力：應(yīng)力影響線，應(yīng)力與塊長的關(guān)系，相鄰壩塊高差；（3）重力壩溫度應(yīng)力：劈頭裂縫，無應(yīng)力條件，壩體加高新方法；（4）庫水溫度及拱壩溫度荷載；（5）碾壓混凝土拱壩溫度荷載與接縫設(shè)計(jì)方法，碾壓混凝土重力壩溫度應(yīng)力特點(diǎn)和同時(shí)考慮降溫、自重和水壓的算法；（6）船塢和水閘的溫度應(yīng)力；（7）基礎(chǔ)梁溫度應(yīng)力；（8）寒潮應(yīng)力；（9）氧化鎂混凝土筑壩的基本理論；（10）結(jié)束“無壩不裂”歷史的指導(dǎo)思想和工程措施及在江口拱壩、三江河拱壩和三峽工程中的實(shí)現(xiàn)。

實(shí)際工程中的結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)為非均質(zhì)結(jié)構(gòu)，其徐變影響問題，過去一直沒有解決。朱伯芳首先給出比例變形條件，然后提出并證明了非均質(zhì)彈性徐變體的兩個(gè)基本定理，解決了非均質(zhì)結(jié)構(gòu)的徐變影響問題：當(dāng)結(jié)構(gòu)符合比例變形條件時(shí)，在外力的作用下，徐變不影響應(yīng)力，只影響變位。在溫度的作用下，徐變不影響變位，只影響應(yīng)力，而且可用松弛系數(shù)法計(jì)算；如果結(jié)構(gòu)不符合比例變形條件，則徐變對應(yīng)力和變位都有影響，而且不能采用松弛系數(shù)法計(jì)算。他提出的混凝土彈性徐變體有限元的隱式解法、子結(jié)構(gòu)法和簡諧徐變應(yīng)力分析的等效模量法，使計(jì)算精度和計(jì)算效率得到很大提高，獲得廣泛應(yīng)用。他還提出了混凝土彈性模量、徐變度、應(yīng)力松弛系數(shù)等計(jì)算公式，均為中國新編水工混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范所采用。

此外，1960年，朱伯芳提出計(jì)算巖基內(nèi)地下結(jié)構(gòu)山巖壓力的新的思路和方法，即考慮巖體蠕變和地應(yīng)力計(jì)算山巖壓力的方法，比國外同類計(jì)算方法早提出4年，可惜該論文在1960年三峽科研會議上交流后，收入水科院論文集，而正值“三年困難時(shí)期”，論文被拖至1965年才正式出版，正式發(fā)表時(shí)間反而比國外的成果晚了一年。目前該方法已成為工程設(shè)計(jì)界廣泛接受的計(jì)算方法。

在對大壩混凝土應(yīng)力分析的過程中，施工過程對壩體應(yīng)力有重要影響?；炷链髩问欠謱邮┕さ?，高壩的施工分層可達(dá)數(shù)百層之多，各層的材料性質(zhì)不同，并隨時(shí)間不斷變化。這種特點(diǎn)，使得仿真分析計(jì)算十分困難。對此，朱伯芳提出了并層算法和分區(qū)異步長算法，解決了這一關(guān)鍵問題。

朱伯芳的一系列研究成果，使中國在混凝土徐變溫度應(yīng)力分析方面的研究工作，處于世界領(lǐng)先水平。

兩院院士中的絕大多數(shù)人，都是從國外留學(xué)歸來，或在國內(nèi)取得博士、碩士學(xué)位，而朱伯芳只讀了三年大學(xué)，嚴(yán)格說來大學(xué)都未畢業(yè)，用他自己的話來說，之所以能夠作出一些成績，主要靠三條：（1）重視工程實(shí)踐；（2）勤奮；（3）勇于進(jìn)取。

朱伯芳思維敏捷，才智過人，工作勤奮。他1951年從交大提前畢業(yè)參加治淮，大學(xué)3年中，數(shù)學(xué)只學(xué)過內(nèi)容很淺的微積分和常微分方程，力學(xué)只學(xué)過材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)，連水工結(jié)構(gòu)和彈性力學(xué)都沒有學(xué)過。參加工作后，一直忙于工作，從未得到過進(jìn)修機(jī)會，但他幾十年如一日堅(jiān)持“白天好好工作，晚上好好學(xué)習(xí)”的信條，在繁重的設(shè)計(jì)和科研工作之余，利用業(yè)余時(shí)間，爭分奪秒地系統(tǒng)學(xué)習(xí)與工作有關(guān)的基本理論與科技文獻(xiàn)。剛參加工作初期，身處大別山腹地，非常閉賽，沒有書店，沒有圖書館，想買書都買不到。朱伯芳就利用同事出差、探親到大城市的機(jī)會，開出長長的書單，托他們代為買書。工夫不負(fù)苦心人，勤奮學(xué)習(xí)的結(jié)果，使得他在迅速積累工作經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，急劇提高了自己的理論水平。早在1953年，他就用彈性力學(xué)求出了變厚度支墩壩應(yīng)力的理論解，在1955年，用拉普拉斯變換、貝塞爾函數(shù)和積分方程給出了有熱源水管冷卻和澆筑層水化熱溫升的理論解。這些在50年后的今天仍不斷被人們引用的高水平的成果，表明他當(dāng)時(shí)不但掌握了現(xiàn)代壩工設(shè)計(jì)技術(shù)，還具備了精湛的理論水平。

文革10年下放三門峽工地，既沒有科研設(shè)備，科研任務(wù)也很少，全家人住在土坯砌筑的簡易工棚中，連炊飯用煤都要自己拉板車到幾十里外的三門峽市去購買。生活上的艱苦和工作上的無事可干，使得不少善良的人們逐漸消沉下去。然而朱伯芳不顧客觀條件的艱難，選擇了自強(qiáng)不息的道路。10年里，在大山深處最簡陋的土坯房中，夜以繼日地研究著當(dāng)時(shí)世界最先進(jìn)的有限元和拱壩優(yōu)化，主編了5個(gè)有限元程序，出版了兩本專著，發(fā)表了20多篇論文，為一系列水利工程提供了大量研究成果。他的一系列著作，在幾十年后的今天，仍被大量應(yīng)用。如今朱伯芳已是年逾古稀的老人，仍孜孜不倦，堅(jiān)持學(xué)習(xí)，思維仍十分銳利清晰，始終引領(lǐng)本專業(yè)方向。以至于他周圍的許多年輕人，都感嘆跟上他的思維節(jié)奏不是一件容易的事情。

難能可貴的是，與純粹的理論家和單純的實(shí)踐家不同，朱伯芳集兩者為一身，將水工混凝土結(jié)構(gòu)的理論和實(shí)際完美的結(jié)合在一起，造就出中國杰出的水利工程和固體力學(xué)專家。他的個(gè)人經(jīng)歷，涉及設(shè)計(jì)、施工、科研各個(gè)領(lǐng)域。從朱伯芳身上，看到了科學(xué)家兼工程師的許多優(yōu)良品質(zhì)。他不斷開拓新的研究領(lǐng)域，始終站在科學(xué)研究的第一線。為了摸清生產(chǎn)中存在的問題，他幾乎跑遍了國內(nèi)所有混凝土壩工地；面對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，他廣泛涉獵周圍學(xué)科，跟蹤國際新技術(shù)的發(fā)展趨勢；他緊密聯(lián)系實(shí)際，勇于開拓，不斷為中國水利工程的設(shè)計(jì)、科研和施工提供一系列開拓性的成果。

朱伯芳個(gè)性剛毅，脾氣耿直，性情直爽。由于這種性格，他身處逆境不氣餒，在十年動亂人生境遇最困難的時(shí)期，仍自強(qiáng)不息，積極研究有限元方法、拱壩優(yōu)化及混凝土筑壩技術(shù)的關(guān)鍵問題，奠定了日后事業(yè)的輝煌；也還是由于這種性格，他能抓住關(guān)鍵、獨(dú)立思考、堅(jiān)持原則、不隨大流，在許多重大問題上提出自己獨(dú)到的見解。

朱伯芳熱情關(guān)懷年輕人的培養(yǎng)與成長，循循善誘，不遺余力。他擔(dān)任20多年研究生導(dǎo)師，培養(yǎng)出一批博士、碩士，如今都是各自崗位的骨干力量。他開創(chuàng)的混凝土溫度應(yīng)力、混凝土徐變和拱壩優(yōu)化三個(gè)研究領(lǐng)域，造就了許多專業(yè)人才。他關(guān)心周圍同事的成長，嚴(yán)格要求身邊的每一個(gè)人。朱伯芳經(jīng)常告誡他的學(xué)生們，要“勤于工作，勤于學(xué)習(xí)，勤于思考?！币髮W(xué)生做到的，他自己首先做到。他對工作抓得很緊，分秒必爭，全身心投入。他的工作效率極高，雖年逾古稀，仍主持著國家重點(diǎn)科研項(xiàng)目，每年在國內(nèi)外刊物上發(fā)表5-6篇論文。所有文章的中英文都是他親自撰寫，其中的計(jì)算方法和公式大都是他親手推導(dǎo)。

朱伯芳常對年輕人說：“對于一個(gè)科技工作者來說，勤于工作，勤于學(xué)習(xí)是必要的，但光有這兩條還不夠，還要勤于思考?！薄吧钪胁环@樣的人，工作和學(xué)習(xí)都很勤奮，讀了不少書，看了不少文獻(xiàn)，搞了多年的研究工作，但好的科研成果不多，為什么？一個(gè)重要的原因是思考不夠?！彼且粋€(gè)勤于思考的人，對于自己的研究課題，他常常提出比較高的目標(biāo)，然后反復(fù)琢磨；對于一個(gè)問題，他經(jīng)常是把各種影響因素找出來，梳理排序，并在研究工作中從不同角度反復(fù)思考、探究。他非常重視對中間成果的檢查分析，以便從中發(fā)現(xiàn)問題。朱伯芳把他的畢生精力和智慧，都奉獻(xiàn)給了中國的水利水電事業(yè)，碩果累累，從而得到人們的尊敬和推崇。

1、朱伯芳，有內(nèi)部熱源的大塊混凝土用埋設(shè)水管冷卻的降溫計(jì)算，水利學(xué)報(bào)，1957，4：87-106。

2、朱伯芳，王同生，丁寶瑛，重力壩和混凝土澆筑塊的溫度應(yīng)力，水利學(xué)報(bào)，1964，1：30-34。

3、朱伯芳，在混合邊界條件下非均質(zhì)粘彈性體的應(yīng)力與位移，力學(xué)學(xué)報(bào)，1964，2：162-167。

4、朱伯芳，粘彈性介質(zhì)內(nèi)地下建筑物所受的山巖壓力，水電科學(xué)院論文集第五集，1965：83-96。

5、朱伯芳，王同生，丁寶瑛，郭之章，水工混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力與溫度控制，水利電力出版社，1976.

6、朱伯芳，基礎(chǔ)梁的溫度應(yīng)力，力學(xué)，1979，3：200-205。

7、朱伯芳，軟基上船塢與水閘的溫度應(yīng)力，水利學(xué)報(bào)，1980，6：23-33。

8、朱伯芳，黎展眉，雙曲拱壩的優(yōu)化，水利學(xué)報(bào)，1981，2：11-21。9、朱伯芳，混凝土結(jié)構(gòu)徐變應(yīng)力分析的隱式解法，水利學(xué)報(bào)，1983，5：40-46。

10、朱伯芳，黎展眉，張璧城，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用，水利電力出版社，1984.

11、朱伯芳，論拱壩的溫度荷載，水力發(fā)電，1984，2：23-29。

12、朱伯芳，庫水溫度估算，水利學(xué)報(bào)，1985，2：12-21。

13、朱伯芳，不穩(wěn)定溫度場有限元分區(qū)異步長解法，水利學(xué)報(bào)，1985，8：46-52。

14、朱伯芳，大體積混凝土表面保溫能力計(jì)算，水利學(xué)報(bào)，1987，2：18-26。

15、朱伯芳，考慮水管冷卻效果的混凝土等效熱傳導(dǎo)方程，水利學(xué)報(bào)，1991，3：28-34。

16、朱伯芳，碾壓混凝土拱壩的溫度控制與接縫設(shè)計(jì)，水力發(fā)電，1992，9：11-17。

17、ZhuBo fang,JiaJin sheng,RaoBinandLiYi sheng,Shapeoptimizationofarchdamsforstaticanddynamicloads.JournalofStructuralEngineering,ASCE,Vol.118,No.11,Nov.1992,pp.2996-3015.

18、朱伯芳，多層混凝土結(jié)構(gòu)仿真應(yīng)力分析的并層算法，水力發(fā)電學(xué)報(bào)，1994，3：21-30。

19、朱伯芳，許平，碾壓混凝土重力壩的溫度應(yīng)力與溫度控制，水利水電技術(shù)，1996，4：18-25。

20、朱伯芳，有限單元法原理及應(yīng)用（第二版），中國水利水電出版社，1998.

21、朱伯芳，許平，通倉澆筑常態(tài)混凝土和碾壓混凝土重力壩的劈頭裂縫和底孔超冷問題，水利水電技術(shù)，1998，10：14-18。

22、朱伯芳，大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制，北京：中國電力出版社，1999.

23、朱伯芳，關(guān)于中國防洪問題的一些思考，科技導(dǎo)報(bào)，1999，4：53-54。

24、朱伯芳，論微膨脹混凝土筑壩技術(shù)，水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2000，3：1-12。

25、朱伯芳，拱壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)研究，水力發(fā)電，2000，12。

26、朱伯芳，高季章，陳祖煜，厲易生，拱壩設(shè)計(jì)與研究，北京：中國水利水電出版社，2002.

27、朱伯芳，微膨脹混凝土自生體積變形的增量型計(jì)算模型，水力發(fā)電，2003,2。

28、朱伯芳，混凝土絕熱溫升的新計(jì)算模型與反分析，水力發(fā)電，2003,4。

29、朱伯芳，許平，加強(qiáng)混凝土壩面保護(hù)，盡快結(jié)束“無壩不裂”歷史，水力發(fā)電，2004,3。

30、朱伯芳，論壩工混凝土標(biāo)號與強(qiáng)度等級，水利水電技術(shù)，2005，8。

31、朱伯芳，張國新，楊衛(wèi)中，楊波，許平，應(yīng)用氧化鎂混凝土筑壩的兩種指導(dǎo)思想和兩種實(shí)踐結(jié)果，水利水電技術(shù)，2005，6。

32、朱伯芳，論混凝土壩的抗裂安全系數(shù)，水利水電技術(shù)，2005，7。

朱伯芳院士指出，汶川地震證明，全世界的地震也證明了一個(gè)問題：各種土木水利工程建筑中，混凝土壩表現(xiàn)出的抗震能力是最強(qiáng)的，

這次汶川地震給國家造成的損害是很大的，死亡人數(shù)大致7萬，還有很多失蹤的人。這些人是怎么死的?應(yīng)該說最主要的原因是房子倒塌壓死的，震中區(qū)差不多整個(gè)城市都?xì)缌?，所以這次汶川地震中大量的房子倒了，大量的橋倒了，大量的公路破壞了，很多公路被破壞了恢復(fù)不了，因?yàn)楹芏福驗(yàn)榈卣鸬臅r(shí)候整個(gè)都滑掉了，所以修是很難修的。也就是說，這次建筑物破壞是很嚴(yán)重的，大約死了七、八萬人，主要是房子倒塌壓死的。

可是四川是一個(gè)水利大省，修建了很多水壩，但是沒有垮一個(gè)大壩。這說明了什么問題?在這次地震中，水壩的表現(xiàn)是好的，特別是混凝土壩，混凝土壩有一些損害，但是很輕微。今天要講的問題，為什么房子倒了，墻倒了，路壞了，但是大壩表現(xiàn)的非常好，這是一個(gè)偶然的原因，還是必然的原因?認(rèn)為這是一個(gè)必然的原因，不是一個(gè)偶然的原因。

全世界的混凝土壩在地震之后的表現(xiàn)，從全世界來看，每次地震之后，房子、橋的破壞是很嚴(yán)重的，但是水壩的破壞是總輕的。全世界的混凝土壩只有一個(gè)在地震之后破壞比較重，這個(gè)壩就是臺灣的石岡壩，臺灣在1999年9月21日產(chǎn)生了一個(gè)7.3級大地震，這是臺灣一百年以來最嚴(yán)重的一次地震，震中就在日月潭附近。知道，臺灣的壩是很多的，在石岡重力壩上，它并不高，有20米左右，石岡壩受到了嚴(yán)重的破壞。石岡壩一共有20幾個(gè)壩段，臺灣這次地震引起地震的活動斷層活動了105公里，本來是一個(gè)斷層，但是快到石岡壩附近的時(shí)候，一下子分成八個(gè)子斷層，其中一個(gè)子斷層就穿過了石岡壩。因此，石岡壩在這個(gè)地方附近，它的變形是水平位移1米，垂直位移一邊是10米，一邊是2.5米，斷層兩邊的位移差就是7.8米，所以地震之后這邊比另外一邊高7.8米。這樣這三個(gè)壩段就徹底壞了，但是其他的壩段并沒有壞。后來怎么辦?地震之后，就在前面做一個(gè)圍堰把其他三個(gè)壩擋起來，其他的壩照樣用。當(dāng)這個(gè)活動層穿過壩體的時(shí)候，這個(gè)壩是要壞的。斷層穿過去之后，任何何建筑是不可能站住的。剛才講，地震之后把前面做個(gè)圍堰，把這三個(gè)壩擋住了，其他的壩還照樣用。即使這樣一個(gè)斷層穿過壩，也就只破壞了三個(gè)壩段，其他的壩并沒有壞。這是說明了混凝土壩的抗震性能是非常強(qiáng)的。

現(xiàn)在看看其他壩的破壞情況。比如拱壩，地震之后附近的公路全部倒了，壩唯一滲壓力增加了，滲透水增加了一點(diǎn)，但是過了幾個(gè)月又恢復(fù)正常了。還有很多其他的壩，就不詳細(xì)說了。國外的拱壩，經(jīng)過兩次大的地震，壩本身沒有什么問題，但是因?yàn)榈刭|(zhì)情況不好，做了一個(gè)重力敦，重力敦也沒有動，后面的山體動了20公分，但是加固之后還可以用。

總的情況，除了石岡壩，全世界的混凝土壩，其他的所有混凝土壩沒有一個(gè)垮塌的，破壞無非是產(chǎn)生一點(diǎn)裂縫。那么現(xiàn)在就說明這個(gè)問題，這到底是偶然的，還是必然的?因?yàn)椴皇且淮芜@樣的情況，全世界都是這樣的現(xiàn)象，經(jīng)過大地震之后，房子倒了很多，橋倒了很多，路破壞了很多，但是混凝土壩沒有問題，這是什么原因?現(xiàn)在就說明這個(gè)原因。這是一個(gè)高層建筑。搞設(shè)計(jì)的時(shí)候有兩個(gè)荷載，一個(gè)是垂直荷載，一個(gè)是水平荷載，任何建筑都是這樣的?；炷翂我彩且粋€(gè)垂直荷載，一個(gè)是水平荷載。但是不同的建筑是不一樣的，高層建筑在平常的時(shí)候最主要的是垂直荷載，它的水平荷載是很小的，一般是風(fēng)荷載，而風(fēng)荷載是很小的。假如是一個(gè)設(shè)計(jì)者，沒有考慮地震，就只考慮風(fēng)荷載，建筑的安全系數(shù)一般是在1.8-2.0左右，地震荷載就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1.8-2.8，所以它就受不了，所以它就垮了。另外，假如平時(shí)只設(shè)計(jì)的是輕度地震，那么是0.1G，假如來了一個(gè)9度地震，那么就是0.4G，就加大了4倍。你這個(gè)房子設(shè)計(jì)的時(shí)候是考慮輕度地震，實(shí)際上來了9度地震，那是受不了的。

而大壩的情況就不一樣了，做壩就是為了擋水，擋水就有很大的水平荷載。當(dāng)然地震也有垂直荷載，但是地震的垂直荷載是次要的，地震的破壞主要是水平荷載。即使這個(gè)大壩在設(shè)計(jì)的時(shí)候不考慮地震，它的水平荷載也是主要荷載，這個(gè)水平荷載很大，地震來了之后有水平荷載，這個(gè)水平荷載又增加了，但是這個(gè)水平荷載跟原來的水平荷載的比，增加的比例就不是很大，等一下用數(shù)字來講。

比如100米的煙囪，風(fēng)荷載是35噸，8度地的水平荷載是325噸，是平時(shí)風(fēng)荷載的9倍，的安全系數(shù)大約是1.8-2.0。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)時(shí)能承受住的荷載，所以來了8級地震非倒不可。那么，水壩就不一樣的，150米的水壩，它平時(shí)的水平荷載是10800噸，8度地震的荷載是8860噸，是1.8倍，可是壩的安全性是3.35抗剪，4.40扛壓，抗拉是1.82。而你是1.6，那么也沒有問題。

這就是水壩跟房屋建筑、橋梁建筑的根本差別，因?yàn)樗畨卧谄匠?a target=_blank href="/item/%E8%AE%BE%E8%AE%A1">設(shè)計(jì)的時(shí)候，它要承受巨大的水平荷載，而且安全系數(shù)比較大，就相當(dāng)于大數(shù)承受3到4倍的水荷載，而地震來了8度地震是0.8，9度地震是1.6倍的水荷載。所以來了8度地震，即使這個(gè)壩沒有考慮地震，也沒有問題。

混凝土壩安全系數(shù)是抗壓4.0，抗剪是3.0-3.5，抗拉是1.5-2.0，所以來了8度地震也沒有問題。即使有些地方可能超過一些，比如抗拉超過了一些，可能會在表面產(chǎn)生裂縫。但是因?yàn)榭辜?、抗拉的安全度比較高，因此，壩塌不了。

重力壩150米高，抗滑的安全系數(shù)，靜安全系數(shù)是3.85，8度地震是2.13，9度地震是1.48，所以沒有問題。壓應(yīng)力靜應(yīng)力是2.17，8度地震是4.7，9度地震是7.4，所以沒有問題。拉應(yīng)力可能大一點(diǎn)，裂縫是有可能，但是裂縫沒有關(guān)系，大壩來了地震之后沒有裂縫是不可能的。所以拱壩的抗震性比重力壩還要好。

208米的拱壩，壓應(yīng)力靜荷載是7.5兆帕，8度地震是9.8個(gè)兆帕，9度地震是12兆帕，這個(gè)標(biāo)的是30個(gè)兆帕的抗震強(qiáng)度，你現(xiàn)在來9度地震12個(gè)兆帕，那是沒有問題的。

因此，混凝土壩耐強(qiáng)烈地震而不垮的根本原因在于：一是平常以水平荷載為主：二是安全系數(shù)比較大。因?yàn)樗畨纬隽藛栴}，造成的災(zāi)害比較大，所以從傳統(tǒng)來看，安全系數(shù)都比較高。處于這兩條原因，混凝土壩的安全系數(shù)更高。不管是汶川地震、國外的地震，所有的土木水利工程中，混凝土壩表現(xiàn)出的抗震能力是最強(qiáng)的，根本的原因是剛才說的這兩條：一是平常承受住了巨大的水荷載;二是安全系數(shù)比較大。當(dāng)然，并不是說以后不需要抗震。主要說明一個(gè)問題，各種土木水利工程中，混凝土壩是抗震最好的，汶川地震證明了，全世界的地震也證明了，臺灣的石岡地震也說明了這個(gè)問題?；炷翂蔚陌踩菦]有問題的。 ^[1] 

曾先后當(dāng)選為第八、九屆全國政協(xié)委員?，F(xiàn)任中國水利水電科學(xué)研究院科學(xué)技術(shù)委員會副主任、水利部和國務(wù)院南水北調(diào)辦公室科學(xué)技術(shù)委員會委員、中國水力發(fā)電工程學(xué)會常務(wù)理事，小灣拱壩等多個(gè)大型水利水電工程和設(shè)計(jì)院的顧問。曾任中國土木工程學(xué)會常務(wù)理事、國際土木與結(jié)構(gòu)工程計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)會理事、中國土木工程計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)會理事長、國務(wù)院學(xué)位委員會學(xué)科評議組成員。曾先后兼任清華大學(xué)、天津大學(xué)、華北水利水電學(xué)院教授。現(xiàn)任土木工程學(xué)報(bào)、工程力學(xué)、計(jì)算力學(xué)及運(yùn)用、水力發(fā)電、基建優(yōu)化等雜志編委。

朱伯芳的祖父朱際春老先生系前清秀才，一生以教書為業(yè)；其父朱祖明先生，畢業(yè)于北平大學(xué)電機(jī)系，一生從事技術(shù)和教學(xué)工作。朱伯芳從小學(xué)到中學(xué)，正值抗日戰(zhàn)爭時(shí)期，生活與求學(xué)之路，顛沛流離，歷盡坎坷。敵寇入侵，國運(yùn)危殆，激勵(lì)著他勤奮學(xué)習(xí)，各科成績一直名列前茅。

中國混凝土溫度徐變應(yīng)力、拱壩優(yōu)化及混凝土壩仿真的創(chuàng)建者和奠基人。