刘汉龙院士团队打开岩土"黑箱秘境"：驱动地下工程进入透明时代
科学出版社
透明土技术是近年来发展的一种融合透明材料、光学测量、数字图像等多学科交叉的岩土与地下工程透明可视化试验技术，该技术突破了传统岩土试验方法测量局部化、精度低、扰动大、不可见等诸多缺点，实现了土体变形全局化、高精度、低扰动、透明化测量，为岩土与地下工程灾变机理的深入研究提供了透明化模拟与解析的技术手段，解决了岩土与地下工程灾变机理“看不见、摸不着” 的难题。
刘汉龙院士及其团队围绕透明土及其模拟技术开展了多年科学研究，研制了新型透明仿真材料，提出了光学测量和数字图像处理技术，研发了多功能透明土模型试验系统，形成了从微观尺度、单元尺度，到宏观尺度的岩土与地下工程灾变机理多尺度透明化模拟与解析技术体系。研究成果受到广泛关注，并成功应用于地基失稳、边坡滑坡、路面塌陷、隧道坍塌等岩土与地下工程灾变领域。
刘汉龙院士及其团队深耕透明土技术领域十余载，汇集多年的研究成果，最终形成了这部《透明土技术原理与应用》专著。书中系统阐述了透明土技术的基本原理，并在基础工程、边坡工程、隧道工程及管道工程等领域开展了广泛应用。这一成果不仅是科研征程中的一个重要里程碑，更是对“要打好科技仪器设备、操作系统和基础软件国产化攻坚战” 国家战略的积极响应。此外，透明土技术还为复杂地质条件下工程设计与风险评估提供了全新的研究手段，推动了岩土工程领域从“经验驱动” 向“数据驱动” 的转变。龚晓南
中国工程院院士
浙江大学教授
2025年3月18日
全书共9 章，具体内容如下：第1 章绪论，第2 章透明砂土材料及物理力学特性，第3 章透明黏土材料及物理力学特性，第4 章透明土光学测量原理与数字图像处理技术，第5 章多功能透明土模型试验系统，第6 章透明土技术在基础工程中的应用，第7 章透明土技术在开挖支护工程中的应用，第8 章透明土技术在防灾减灾工程中的应用，第9 章透明土技术展望。
刘汉龙院士及其团队长期坚持多学科交叉融合创新，在工程技术创新及装备研发等方面积极探索出了一条值得借鉴的产学研用创新实践路径，为基础设施建设及土木工程学科的可持续发展做出了重要贡献。近年来，他们全面系统地开展了透明土技术及其应用的研究，研发了透明度更高、相似性更好的系列新型透明土材料，以及相应的物理力学特性，提出了数字图像处理三维优化算法并开发了相应的图像处理软件，研制了多功能、智能化透明土试验装置并实现产业化。这些研究将透明土技术推广应用于岩土与土木工程的各个领域包括桩基工程、浅基础工程、隧道工程、基坑工程、边坡工程和防灾减灾工程，丰富了该技术在土体内部位移场、渗流场观测领域的应用，拓展了其在土体内部温度场观测领域的应用，展示了透明土技术巨大的应用潜力。刘汉龙院士及其团队的相关研究成果将透明土技术及其应用提到了一个新的高度，得到了国内外同行的高度认可，具有重要的理论价值和实践意义。楚 剑
新加坡工程院院士
南洋理工大学教授
2025年3月25日
本书获国家科学技术学术著作出版基金资助(编号：2024-81401-0009)。同时，我们的相关研究亦得到国家自然科学基金重大科研仪器研制项目(52027812) 及面上基金项目(51978105、52278330、51478165) 的支持。
本文摘编自《透明土技术原理与应用》（刘汉龙, 周航, 孔纲强著. 北京 : 科学出版社, 2025. 12）一书“前言”“序一”“序二”，有删减修改，标题为编者所加。
本书系统阐述了著者在透明土模拟试验技术方面的研究和探索，创新性地将透明材料、光学测量、数字图像等多学科交叉及融合，形成了岩土与地下工程灾变机理透明化模拟系统与技术，并成功应用于桩基工程、隧道工程、基坑工程、边坡工程等岩土与地下工程防灾减灾等领域。本书汇集了著者及其团队近年来在该领域的主要研究成果，是一部反映该技术研究成果最新进展的专著。
本书可供土木、水利、建筑、地质、交通、环境、能源等领域的设计、施工及科研人员使用，也可供高等院校有关专业的师生参考。
