以牛顿为榜样,他让百年难题有了新突破(3图)

发布时间:2023-10-07 17:17 | 来源:广东省总工会 2023-10-07 17:06 | 查看:247次

他打造了中国岩土力学研究领域的“金式子”,让中国的深基坑工程设计从“以西方为师”向着“中国式现代化”大步迈进;他历经20多年研究,提出的理论使土力学理论的百年难题取得新突破,推动地基设计的变革;他多次参与省内外抗洪救灾工作,为重大工程安全和防洪抢险工作保驾护航。他是第七届“南粤工匠”、广东省水利水电科学研究院名誉院长杨光华。

他的“金式子”改变“以西为师”的局面

“作为科研工作者,我怀着一个科学家的梦想,总想着创造点有用的知识留给后人!”杨光华几十年如一日扎根工程一线,把论文写在祖国大地上,以敬业、专注、创新的工匠精神,在现代土力学理论的创新和工程应用方面做出了突出贡献,打造了中国岩土力学研究领域的“金式子”

“我希望有一天能够将创造的理论或公式写入教材,为大家所用,像牛顿公式那样,为人类社会的进步发挥作用!”在这种信念的驱动下,杨光华迎来了人生中最难忘的一次工程建设难题——广州珠江过江隧道建设基坑支护工程。

所谓深基坑支护是指,为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。深基坑支护工程大量运用于高层建筑、地铁建设等领域,但该工程设计难度大、施工风险高,一旦发生事故,极易造成群死群伤,后果相当严重。

以往的深基坑支护工程设计多采用国外的传统计算方法,但不能完整计算支护结构的真实受力状态和变形,严重影响设计的科学性和安全性。因此,如何改进该工程的计算方法一直是长期困扰国内外学界的大难题。

1989年,还是青年岩土工程师的杨光华参与广州珠江过江隧道建设。该建设中的深基坑支护工程面临着地质条件复杂多变、设计深度前所未有的考验,当时国内并无先例和标准。杨光华经过多次考察,并查阅国内外资料和反复思考后,提出一种新的增量计算方法,顺利解决深基坑支护设计复杂受力计算的难题,成功应用于当时的工程建设。

在实践中,这种增量计算法不断走向成熟。1991年,杨光华首先发表增量计算法的应用文章,广州地铁从一号线开始即全面应用该计算法进行基坑支护工程设计,随后发展成一套新的系统性先进实用计算方法,成为我国深基坑工程设计的主要计算方法,被称为“金式子”。

从这条“金式子”出发,杨光华的理论体系每年被成千上万的工程用于设计,极大地提高了我国基坑支护的设计水平。同时,他提出的增量计算法也被编入《基坑工程手册》《深基坑工程》等专业教材、专著和规范及商业软件,在工程建设学术研究中发挥了重大作用。自此,中国的深基坑工程设计从“以西方为师”向着“中国式现代化”大步迈进

杨光华引领青年探索和思考专业难题,突破技术瓶颈   全媒体记者梁鸿杰/摄

他使沉寂百年的难题取得新突破

杨光华介绍,重大工程的设计必须提前进行应力应变的计算分析,以确定设计的安全性和科学性,但计算的准确性取决于岩土本构模型的正确性。自1963年剑桥大学教授建立著名的剑桥模型以来,全世界的学者建立数以百计的模型,仍无法很好地解决这一世界难题。岩土本构模型已成为现代岩土工程科学发展中最大和最核心的科学瓶颈。

杨光华历经20多年的探索,发现并提出了解决这一难题的新理论——广义(塑性)位势理论。该理论突破传统塑性理论的限制,建立了包含传统理论作为其特例、能更好表述岩土特性的新理论体系。“这是连续介质力学中的一个重要创举。”中国工程院院士郑颖人在为杨光华著作所作的序言中如此评价。

杨光华的广义(塑性)位势理论得到同行广泛认可,被编入清华大学《高等土力学》等4本研究生教材和3本专著,成为广义塑性力学的理论基础,推动了学科发展。在工程应用上,该理论被用于三峡水利工程深水围堰和其他混凝土面板堆石坝等工程计算,为工程设计提供了更加科学的理论支撑。

此外,杨光华历经20多年的研究,提出新的地基沉降计算方法——切线模量法和确定地基承载力的新方法,使土力学理论的百年难题取得新突破,推动地基设计的变革,使地基设计由强度控制设计进步到更先进的变形控制设计,被众多同行和文献所引用,在武广高铁和港珠澳大桥等工程地基处理的设计中被验证和应用。

杨光华给年轻职工讲解土工原理  全媒体记者梁鸿杰/摄

他的科学判断让群众免于“全县大转移”

以科学研究为梦想,以经世致用为己任。杨光华在破解了重大工程的关键技术难题的同时,也矢志不渝地践行着“人民科研工作者”的初心与使命。

2005年,西江发生特大洪水,威胁广东某县城,保护该县城安全的挡墙一旦抵挡不住压力垮塌,整个县城都会被洪水淹没,形势非常危急。当时,地方政府组织大批的武警、公安和水利干部,准备组织受灾群众转移。奋战在抗洪抢险一线的专家组面临着重大考验:是否有必要组织县城居民大规模转移?

杨光华带领专家组察看现场,分析地理气候和挡墙的受力特点及历史资料,果断判断挡墙是安全的,不需要组织县城居民大规模转移。最终,挡墙顺利抗住洪水的冲击,避免了大转移给群众和社会造成的重大影响。

多年来,杨光华参与了汶川地震水库应急抢险、广州市康王路隧道塌方应急处理和调查、佛山地铁2号线重大事故调查以及广东省1998年、2005年、2008年超百年大洪水的抗洪救灾工作,为重大工程安全和防洪抢险工作保驾护航。“常常一想到问题就忘记了疲倦,这可能就是科学创新产生的兴奋效果吧!”杨光华说。

作为“工程师中的科学家”,杨光华把科技成果应用到实现国家现代化的伟大事业中,开辟一条前人从未涉足的学术之路,一步步实现他的科学梦想。作为“人民中的科研工作者”,他把双脚扎进泥土里,把论文写在大地上,把全部力量倾注到服务行业、服务人民、服务国家中,为学科发展、工程建设和保护人民生命财产安全做出了实实在在的贡献,真正是时代楷模、时代工匠。

您理解的工匠精神是什么?

杨光华:我认为的工匠精神,就是认准一个利国利民的事情,保持十年磨一剑的专注,精益求精,创造留存于世的精品,造福于社会!

按照您的理解,您所佩服或想为职工推荐的“工匠典型”是谁?为什么?

杨光华:我推荐的“工匠典型”是都江堰水利工程建造者李冰。都江堰历经两千年仍屹立不朽,旱时灌溉,涝而不灾,不仅成功消除水患灾害,还解决了农业灌溉用水问题,成就天府粮仓。在当时的科学条件下,李冰能摸索出这么巧妙的治水方案,建造出千年工程,造福社会,生动地诠释了执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越的工匠精神。

来源:南方工报

采写:全媒体记者梁鸿杰 

通讯员:张裕贤

海报:洪文超

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