陳宗基院士:到一線去,讓研究與實踐結合

2022年09月15日12:06:09 科學 1418

文 | 荊淮僑


陳宗基是我國著名岩石力學、流變力學、地球動力學專家,於1980年當選為中科院院士。


9月15日,在其百歲誕辰之際,一座陳宗基的半身塑像在中科院武漢岩土力學研究所(以下簡稱武漢岩土所)落成。


對武漢岩土所研究員黃理興來說,40多年前第一次見到陳宗基院士的場景,至今依然十分真切:1976年11月,當時武漢剛下過一場大雪,陳先生穿著一件風衣,手裡拿著他標誌性的煙斗。


風度翩翩的學術大家,是黃理興和許多青年科研人員對陳宗基的第一印象。


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陳宗基 武漢岩土所供圖



無論走多遠,也要回來建設祖國



祖籍福建安溪的陳宗基,1922年生於印度尼西亞。起初在印尼求學,但沒多久受二戰影響中斷了學業。戰後陳宗基到荷蘭繼續深造,並在1954年獲得博士學位。


經歷過戰火硝煙,陳宗基對「國破山河在」有著深切的感受,報國之心也更加強烈。


1955年,33歲的陳宗基謝絕了多個國家的高薪聘請,響應號召回國參加建設。


最開始,他在哈爾濱的中科院土木建築研究所工作,創建了中國第一個土流變和土動力學研究室。


1958年,國家決定開發長江水利資源,陳宗基擔任國家科委三峽工程岩基組科技組長,從事並指導長江三峽水利樞紐岩石力學問題的前期預研工作。


就這樣,陳宗基一家從冬天滴水成冰的哈爾濱搬到了夏天酷熱難當的武漢,並在此度過了近20年的時光。


在武漢岩土所原所長白世偉眼中,陳宗基是一個「性格比較直、不講討好話的大專家」。一開始,大家覺得他比較嚴厲。


時間長了,才發現他其實很願意解答學術問題,距離感逐漸被打破。而在新來的年輕人眼中,陳宗基始終是一位「願意和年輕人一起曬著太陽聊天,看年輕人打排球」的和藹長輩。


上世紀80年代時,曾任武漢岩土所副所長的李廷芥申請去美國西北大學交流。陳宗基的第一反應是,怎麼都往國外跑。


「在了解到只是短期交流後,陳先生說了一句:早去早回吧。」李廷芥說,這或許是那一代科學家的習慣,無論走多遠,最後都是要回來的。


搞科研,從100米深的礦坑開始



1962年,陳宗基被指派組建武漢岩土所的前身——中科院武漢岩體土力學研究所,並任第一副所長(主持工作)。


彼時,岩石力學在國際上是新興領域,在國內也剛起步,從事相關研究的人員不少是水利、土木工程專業轉型過來的,且所里大部分是剛畢業的大學生。


當時,陳宗基兼任大冶鐵礦及塘沽港碼頭的岩土工程顧問。研究所承擔了大冶鐵礦邊坡穩定性的研究項目。


大冶鐵礦曾為漢冶萍公司提供了大量的鐵礦材料,赫赫有名的「漢陽造」使用的鐵礦石就來自這裡。


然而,經過近百年的開採,到了上世紀60年代,大冶礦坑的深度已有百米。如何在安全的前提下,持續提供國家工業發展所需要的鐵礦石,不僅是個技術問題,而且是一個與岩土力學相關的科學問題。


陳宗基決定,依託工程項目開辦岩石力學研究培訓班,在工程實踐中鍛造一支科研隊伍。


同時,所里不論搞研究還是搞管理的人,都要花3個月的時間「下工地」實踐。白世偉到研究所工作後的第一項任務,就是被派到大冶鐵礦現場實踐。


「陳先生要求把研究和實踐結合的一個重要因素是岩石、岩土本身的複雜性。」白世偉表示,岩石本身具有非均勻、不連續的屬性,從現場取一小塊樣品拿回實驗室分析,和現場做實驗相比,得出的數據能相差3~5倍。


在這種情況下,想讓成果真正解決國家需求,就不能埋頭在實驗室里。


白世偉回憶,除了武漢岩土所的研究人員外,還有來自馬鞍山、長沙等院所的人員加入項目組,共同學習和研究。


從1962年起,這個僅持續了4年的培訓班,最早在國內系統開展現場大規模岩石力學實驗,培養了我國最早一批岩石力學領域的科技骨幹,被譽為岩石力學研究領域的「黃埔軍校」,為後續建設三峽工程等超級工程提供了大量人才儲備。


肩扛「國家責」 解決國家需求與發展學科同步



大冶邊坡項目後,1972年,陳宗基出任葛洲壩壩基工程技術顧問,參與設計與施工方案制定。


白世偉介紹,葛洲壩工程位於平原地區,地基較軟。如何在這一地質條件下建壩,對後續修建三峽大壩具有重要參考意義。


「必須到一線了解情況,是陳先生定下的規矩。一直到今天,武漢岩土所依然保持這樣的習慣。」白世偉介紹,一次,陳宗基在工程現場發現,壩基下有一層黏土層。


「陳先生判斷,隨著時間的推移,黏土層會發生流變,對整個大壩而言是一個不穩定因素。他建議把黏土層挖掉,然後築壩重修。」


由於工程已經開始,陳宗基的意見引起了爭論。本著尊重科學的原則,陳宗基始終堅持自己的意見,最終引起了中央的關注。


儘管他提出的意見與原設計方案相比有很大差別,但更符合實際,最終被工程單位所採納。


1981年,他還參加了國務院組織的有關葛洲壩大江截流的會議,相關領導專門請他對大壩的穩定問題發表結論性意見。


陳宗基根據對葛洲壩水利樞紐地基泥化夾層的研究,完成論文《泥化夾層的剪應力鬆弛和蠕變性質及其在壩工設計中的重要性》,並在國際軟岩學術會議上發表,當即引起轟動。


由他率先提出的土骨架結構理論、岩土流變的試驗方法和技術,得到國際同行的廣泛認同和推廣,並被寫入教材。


「陳先生是我國岩土工程、岩石力學與工程學科的奠基人,也是武漢岩土所的奠基人。在武漢工作的近20年里,他一直鼓勵大家參與重大工程,針對工程自主研發設備,在解決國家需求的同時發展學科。」中國工程院院士、武漢岩土所研究員楊春和表示,陳宗基院士心系「國家事」、肩扛「國家責」的作風一直被武漢岩土所延續,作為國家隊、國家人,他們將把更多的應用基礎研究成果寫在祖國的大地上。

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