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发布日期:2021年12月20日
科学家的故事
三代人 六十年

本报记者 王晨曦

在前不久召开的全省科技创新大会上,西安理工大学教授邵生俊团队凭借“结构性黄土力学及其工程应用”项目,获得2020年度陕西省科学技术奖一等奖。

“我们学校的黄土力学研究起步于20世纪60年代,到现在已经走过60多年了。这次获奖不是我一个人的功劳,而是三代人研究成果的集中体现。”12月2日,西安理工大学教授邵生俊介绍,黄土力学研究始于刘祖典先生,是他出版了第一部黄土力学专著,随后谢定义先生加入这一研究领域,出版了《黄土土力学》一书,系统介绍了黄土力学研究。

邵生俊在甘肃农村长大。1981年,他应届考上陕西机械学院。在本科阶段的学习中,邵生俊遇到了谢定义老师,受他影响,决定将研究生专业确定为岩土工程专业,从此和黄土力学结下了不解之缘。

黄土力学研究的最终目的是解决黄土工程问题,从而指导黄土地区的工程建设。黄土高原是我国地质灾害最为严重的地区之一,开展黄土力学研究是该地区建设与发展的重大需求。

传统的黄土力学研究,是通过密度、湿度、粒度三大物理属性来分析黄土的力学性质。邵生俊团队在此基础上进行创新,增加了对黄土自身结构的考量,开辟了结构性黄土力学这一崭新的研究领域。邵生俊告诉记者:“我们在实地勘探中发现,自然界存在一些非常陡的黄土壁、直立的黄土柱,甚至还有黄土桥。这种现象让我们认识到黄土具有自身结构性,这维持了它的稳定。”

黄土自身结构如何影响其力学特性?这是邵生俊团队研究的重点方向。多年来,为了研究这一问题,邵生俊跑遍了国内的黄土地区。“我最西边到过新疆,最东边到了黑龙江,最南边是在山西一带,最北边则是到了内蒙古。黄土自身结构性存在于自然界,我们通过观察、研究,解释其特有规律,并且提出了‘构度’的概念。‘构度’是能够更为全面反映黄土物理性质的根本指标。”邵生俊说。

结构性黄土力学研究对陕西很重要。邵生俊说:“陕西大部分地区都位于黄土高原区,结构性黄土力学研究可以和我们本地的黄土工程结合起来,提升工程安全性,降低工程成本,这也是我开展结构性黄土力学研究的初心。”近些年,邵生俊负责了西气东输管线工程、郑西和宝兰高铁工程、西安地铁工程、大西安建设等重大基础设施建设的相关科研咨询工作,团队的研究成果目前已解决实际工程技术难题近200项,取得经济效益24亿元。

科研过程中,邵生俊不仅做理论研究,还做仪器开发研究。他主持发明研制的真三轴试验仪,作为一种具有国家自主知识产权的土工测试新仪器,可以解释黄土在复杂引力条件下的力学特性和变化规律。邵生俊说:“我们自己发明创造的机器,价格仅为国外进口成品试验仪价格的四分之一,研究成本大大降低。”

邵生俊主持发明研制的仪器为土木人才培养提供了坚实的硬件基础,真三轴试验仪等仪器的使用者不仅有西安理工大学的学子,还包括全国多所高校相关专业的学生。“西安建筑科技大学、长安大学、西安工业大学、河南理工大学等学校均购置了我们的仪器。没有购置这些仪器的高校,我们欢迎他们的学生来这边交流学习,仪器使用不收费。”邵生俊笑着说。

对于邵生俊来说, 此次获得陕西省科学技术奖一等奖的团队项目,是对三代人研究成果的一次完整、系统的梳理,而陕西省科学技术奖一等奖,则是三代人60多年研究的共同荣誉。接下来,他希望将结构性黄土力学研究与黄土高原水土流失、植被恢复等研究结合起来。

“我们想把结构性黄土力学和黄土裸露面的生态恢复结合起来研究,因为植物的生长可以吸收土壤中的水分,有利于维持黄土的结构稳定。植被恢复做好了,植物可以吸收更多水分,黄土结构越稳定,黄土工程也就越安全。这与碳中和、碳达峰理念也是相吻合的。”邵生俊说。

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