放眼四周，高樓、橋梁、大壩……每一處基礎建筑設施的建造，都離不開一種重要材料——混凝土。據統計，最近幾年，我國僅商品混凝土和大型水利工程使用的混凝土就年產高達100億噸。混凝土結構是基礎設施建設中最常用的結構形式。
但是，這些建筑設施一旦出現裂縫，就有可能引發重大安全事故。如何科學地描述混凝土裂縫的擴展過程？怎樣對裂縫進行安全評價？如何有效控制裂縫的擴展？浙江大學建筑工程學院教授徐世烺課題組對此持續研究了30多年。
上世紀70年代末，我國多處混凝土大壩出現嚴重斷裂事故，為了給大壩的安全評估和修復提供科學依據，國內學術界開始啟動相關科學研究，當時還是研究生的徐世烺，開始了混凝土斷裂力學的研究生涯。
復雜的工程問題深處往往蘊含著重大的科學問題。經過30多年的研究，課題組在國際上創造性地建立了以“雙K斷裂理論”為核心的斷裂力學理論，形成了從基本準則、理論框架到國際標準以及方法學的系統工具和方法，并為制備高韌性水泥基復合材料奠定了理論基礎。
“混凝土結構裂縫，從起裂、穩定擴展到失穩破壞，要經歷三個不同階段，所以我們不能用單一狀態的判據來判斷整個過程，至少需要兩個不同的參數，一個描述起裂，一個描述失穩。雙K斷裂準則給出了不同狀態的判據，起裂韌度描述裂縫的起裂，失穩韌度描述裂縫的臨界失穩狀態，這樣就可以針對裂縫不同的狀態，判斷裂縫是否開裂，還是穩定擴展。”徐世烺說。
此前的理論，只能表示裂縫單一臨界狀態，有一定的局限性。雙K斷裂理論不但可以描述裂縫導致的失穩狀態，也可以準確判斷裂縫何時開始穩定擴展。標志性論文發表在權威期刊《國際斷裂學報》上，當期雜志一共89頁，這篇論文的篇幅占了81頁。
據檢索，自1969年以來，《國際斷裂學報》上發表的混凝土斷裂力學領域論文引用率最高的前10篇中，有5篇是課題組發表的雙K理論系列論文。2005年，我國第一部水電水利行業標準就是以雙K理論為基礎制定的。
2012年，南水北調水源工程丹江口大壩加高工程出現裂縫，長委設計院與徐世烺課題組開展研究，并將從大壩取樣的5噸芯材樣品運到了浙大實驗室。“這是國家南水北調的水源工程，非常重要，大壩加高后，只有提高蓄水位后才能往北京輸水。蓄水位提高后，裂縫內水壓力就會增大，裂縫如果進一步擴展甚至發生失穩擴展，大壩的安全就會受到重大威脅。”徐世烺課題組進行了一系列參數測試后，為設計院提出了合理建議，使得供水方案得以順利實施。“我們提供了一些措施建議，水壩水位提高了，順利向北京供水。”
截止目前，雙K斷裂理論在烏江東風拱壩、長江三峽二期三期工程、丹江口大壩加高工程等國家重大工程中獲得成功應用，取得了令人滿意的實施效果。相關理論工具和方法對提升混凝土性能、促進和提高我國大體積混凝土結構設計和施工質量發揮了重要作用。
2011年，國際結構與材料研究所實驗室專家聯合會RILEM成立TDK技術委員會，該委員會負責專門制定雙K斷裂準則國際試驗標準，徐世烺受邀出任委員會主席。這是RILEM首次建立由中國人創立的理論而命名的技術委員會，也是中國人首次擔任主席。“要成為國際標準，必須進行相應的充足的國際循環實驗。”徐世烺介紹，目前，圍繞雙K理論提出的研究和分析方法，中國、印度、德國、西班牙等多個國家和地區的高校和研究機構承擔了不同的實驗任務。
2015年11月底，剛剛在西班牙召開了“混凝土斷裂中的雙K方法學國際會議”。在這次會議上，“雙K”第一次被稱為混凝土斷裂力學研究領域的“方法學”，標志著雙K斷裂理論應用的廣泛性得到了新的認可。
“以往我們針對混凝土的裂縫問題，都是被動地研究它的性能，對耐久性的影響，采取什么樣的措施。而根據雙K理論，就研發了新型的超高韌性材料。”徐世烺課題組的李慶華副教授介紹，從基礎理論到材料研發，徐世烺課題組又邁出了關鍵一步。
“我們還做了很多新水泥基材料的研發，比如超高韌性混凝土的研發，用于橋梁工程，海洋工程，需要涉及到疲勞性能測試，因此進一步開展了很多高韌性混凝土的疲勞破壞實驗。”徐世烺說。
李慶華介紹：“我們以往的混凝土只是根據材料的配合比去選擇材料用量，而現在，我們在雙K理論的指導下，每種材料的參數是有選擇有控制的，選擇的水泥基材料、纖維和界面能量都是精準控制的。界面能量就能讓裂縫由以前非常單一的非常寬的形態，彌散成很多很多的微細裂縫。”
人們傳統印象中的又硬又脆的混凝土，正在課題組的努力下，變得又韌又強，并越來越多地出現在大型建筑工程中。
