“挖山不止”的凍土專家
- 發佈時間:2015-05-25 05:45:34 來源:經濟日報 責任編輯:羅伯特
2006年,舉世聞名的青藏鐵路建成通車,這條攻克了高海拔凍土難題的鐵路不僅吸引了普通遊客,更引起國際學術界的關注。當年8月,一次國際凍土學術會議在蘭州召開,賴遠明作為青藏鐵路凍土工程研究的主要參與者,帶領外國專家乘車體驗青藏鐵路。
當列車員介紹工程克服凍土難題的情況時,賴遠明回憶起多年來傾注的心血,轉過頭看著車窗外任由淚水流下臉頰,“聽到這些成果,我很自豪!”
賴遠明的自豪,源於他對凍土研究事業和他紮根的這片土地的熱愛。在外出差,如果有人問起“你是哪人?”,帶著一口濃重南方口音的賴遠明都會這樣回答:“我是甘肅人。”
“第一次聽到凍土,雞皮疙瘩都起來了”
凍土一般是指溫度在0℃或0℃以下,並含有冰的各種岩土和土壤。在我國,多年凍土、季節性凍土分佈面積約佔國土面積的21.5%和53.5%。
“我國凍土面積居世界第三,高海拔多年凍土面積更是位居世界之最。”已經成為凍土科學研究頂尖專家的賴遠明院士第一次聽到“凍土”,是在很多年前一次出差的火車上,“與一位搞凍土研究的人聊天,聽到這個詞的時候,感覺渾身一冷,雞皮疙瘩都起來了。”
1962年,賴遠明出生在江西龍南縣一個青山環抱、偏遠安靜的客家山村。作為全村第一個大學生,1979年,賴遠明帶著榮耀和對知識的渴望到江西理工大學就讀。
本科畢業後,賴遠明考入蘭州交通大學土木係讀研究生。在此之前,他從來沒有想過會來到大西北。“環境和南方差距比較大,氣候乾燥,剛來時流鼻血。第一次到食堂吃飯,主食居然是拳頭大的黑饅頭。”但是碩士畢業後,賴遠明還是留在了蘭州,而且還扎了根,“我在江西只待了21年,在甘肅已經32年了。”除了鄉音未改,賴遠明已經完全融入了西北。
本科讀礦山機械,碩士學位是土木工程。因為機緣巧合,賴遠明的博士學位又一次跨行到了凍土科學。“雖然是3個不同的學科,但是以前學的知識為凍土研究打下了較好的基礎。”生性嚴謹的賴遠明偶爾也會開玩笑,“我口才不好,就是因為我平時説話太少了,大部分時間都在思考。”
1999年,賴遠明在中國科學院寒區旱區環境與工程研究所獲得博士學位後,在次年被任命為凍土工程國家重點實驗室副主任。如何在富含冰且反覆凍融的凍土地區進行工程建設,並保證工程建築的穩定?如何最大限度地減少凍土區人類活動引起的環境變化?在氣候變化條件下,凍土區環境與生態如何變化?現有各種建築物是否會遭到嚴重破壞?……這些都是賴遠明思考並必須克服的難題。
思考著這些問題,賴遠明這個南方人與高原凍土結下了不解之緣。
“天上掉餡餅,也要你起得早才能撿到”
2001年,青藏鐵路開工,高原和凍土是青藏鐵路修築中必須解決的重大難題。可以説,青藏鐵路成敗的關鍵在路基,路基成敗的關鍵在凍土,凍土的關鍵問題在解決凍土融沉問題。
為了給青藏鐵路建設提供技術支撐,2001年中國科學院依託凍土工程國家重點實驗室,啟動了中國科學院知識創新重大項目“青藏鐵路工程與多年凍土相互作用及其環境效應”。
在凍土區工程建設中,傳統的保護凍土原則實施手段主要是考慮路基高度或設置保溫材料,但單純依靠增加熱阻的方法是一種消極的方法,難以保證青藏高原多年凍土區路堤的穩定性。為此,青藏鐵路的設計思想按照從“被動保溫”到“主動降溫”的思路,採用“冷卻地基”的方法確保路基穩定。
“最難的是沒有相關學術規範,而理論分析又是最難攻克的。”作為“青藏鐵路工程與多年凍土相互作用及其環境效應”項目的負責人之一,賴遠明帶領實驗室的科研人員克服高寒缺氧的困難,一次次去施工現場,採樣本,測數據。
有一次,賴遠明和同事們在海拔4600米的崑崙山隧道採岩樣,由於隧道還沒有打通,空氣流通不好,要進入隧道內六七百米的地方工作,空氣更加稀薄。“當時高原反應很嚴重,但是想著進來一次不容易,還是堅持把樣本採完。那次回來後,落下了後腦勺疼的病根,治了兩三年才好轉。”賴遠明説。
這次經歷,並沒有阻止賴遠明繼續堅持在青藏高原進行凍土研究。“西部寒區隧道工程的計算理論研究”、“高溫多年凍土區寬幅高等級公路熱力學穩定性研究”、“高原凍土道路隧道凍害預報和綜合防治關鍵技術”、“青藏高原多年凍土地區工程設計理論研究與實踐”……每一項科研成果的背後,都離不開賴遠明從高原凍土區一線採集來的數據。
“我如果有點長處的話,就是比較仔細,比較勤奮。”小時候,奶奶説的一句話讓賴遠明銘記在心,“就算天上掉餡餅,也要你比別人起得早才能撿到。”
“每天‘挖山不止’,樂在其中”
在賴遠明記憶裏,自己人生的“關鍵幾步”都與科研有關。第一步到中科院讀博士,讓他的科研事業有了明確的方向;第二步是2000年到2002年,主持並完成中國科學院“百人計劃”資助項目:西部寒區道路及隧道工程的設計計算理論研究。
“有了充足的科研經費,就可以買儀器、做模型、做實驗。”賴遠明的眼中,只關注著搞科研和出成果,“寒區公路與隧道凍害預報和綜合防治關鍵技術”獲2005年度國家科技進步二等獎,讓他欣喜不已,“這在科研成果上具有里程碑意義。”
在研究工作中,賴遠明提出了多項具有創新性的研究成果。他在國內外率先提出了凍土工程溫度場、滲流場和應力場三場耦合問題的數學力學模型,導出了這一問題的有限元計算公式,並對寒區隧道在滲流體積力和凍土蠕變及體積凍脹荷載作用下的應力場和溫度場進行了數值模擬。這一研究成果填補了寒區隧道計算理論方面的空白。
在外人看來,研究凍土是枯燥無味的冷門學問,賴遠明卻樂在其中。“自從青藏鐵路建成後,凍土成了熱門。”賴遠明告訴記者,他目前研究重點還是凍土區如何修建公路和高速鐵路。
遠離故土,賴遠明也曾想過回到工作條件更好的南方去。2008年,南方有所大學招聘副校長,賴遠明動心了。“在面試的時候,他們表示,只要我願意回去,即使沒有招聘上,也可以給我安排同等待遇的職位。”猶豫再三,賴遠明還是放棄了,“到那邊以後就不搞凍土研究了,可學術方面的成績要有系統性,東一榔頭西一棒槌不是系統的成果,如果要成功還是要堅持。”
不管是搞科研,還是帶研究生,賴遠明有個原則:追求品質,而不是數量。在他的記憶裏,只記得他帶的幾位博士生獲得了全國、中科院的優秀博士論文,至於帶出來多少學生,他完全沒有統計。
2011年,賴遠明當選為中國科學院院士。“我以前也沒想過要達到什麼高度,作為一個科研人員,在創新方面要有突出貢獻。”賴遠明説,“就是每天‘挖山不止’,不斷去做,把搞科研當樂趣。”
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