“土郎中”王家鼎

“我這輩子就倆愛好,,一個(gè)是研究黃土,,還有一個(gè)就是寫詩?!蓖高^照相機(jī)的鏡頭,,教授王家鼎看起來一點(diǎn)也不像是個(gè)“搞地質(zhì)”的,??删驮诓痪们?,他和他的團(tuán)隊(duì)關(guān)于黃土地區(qū)工程災(zāi)害防治的科研成果《特殊巖土體“小變形大風(fēng)險(xiǎn)”智能化監(jiān)測(cè)防治技術(shù)及中外工程應(yīng)用》,獲得了2023年度陜西省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),。

王家鼎在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)。人民網(wǎng)記者 李志強(qiáng)攝

帶著學(xué)生“玩泥巴”

在西北大學(xué)國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目——黃土振動(dòng)促滲測(cè)試系統(tǒng)研制實(shí)驗(yàn)室里,振動(dòng)臺(tái)嗡嗡作響,,教授王家鼎又帶著學(xué)生開始“玩泥巴”了,。“這是從隴海鐵路沿線采回的土樣,,土質(zhì)是新黃土,,顆粒較粗,空隙也比較大,,用這種土樣做振動(dòng)促滲測(cè)試的時(shí)候,,要重點(diǎn)注意水的滲透速度等各種參數(shù)”。王家鼎認(rèn)真地對(duì)自己的博士生說,。

促滲,,就是促使水在土壤里滲透,不同的滲透速度代表不同的降雨量,,再加上振動(dòng)臺(tái),,就可以模擬列車在黃土地區(qū)穿行時(shí),土層結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生的變化——滑坡,、泥石流,、崩塌等。在水和振動(dòng)的聯(lián)合作用下,,這些都是黃土地區(qū)極易發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害,。

王家鼎為記者展示采集回的土樣。人民網(wǎng)記者 李志強(qiáng)攝

黃土屬于第四紀(jì)以來在干旱與半干旱環(huán)境中沉積和賦存而形成的特殊沉積物,,具有結(jié)構(gòu)疏松,、大孔隙、壓縮性強(qiáng),、承載力低等典型非飽和土工程特性,,并且對(duì)水和動(dòng)力(車輛振動(dòng))的作用極為敏感。我國(guó)是世界上黃土分布最廣,、厚度最大的國(guó)家,,近年來,隨著高速公路,、高鐵,、航空等交通事業(yè)的飛速發(fā)展,幅員遼闊的黃土地上迸發(fā)了新的活力,,但也為如何保障人民生命財(cái)產(chǎn)和國(guó)家工程建設(shè)帶來了新的命題,。

敢為大地“整容妝”

作為西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系的教授,王家鼎研究黃土地區(qū)大型工程下的防災(zāi)減災(zāi)問題,,已經(jīng)有三十年了,?!班嵨鞲哞F、寶蘭高鐵,、銀西高鐵,、安康機(jī)場(chǎng)、呂梁機(jī)場(chǎng)......這些國(guó)家大型工程,,我?guī)缀跞紖⑴c了,。”風(fēng)起時(shí)飛沙走石,、漫天塵土,,風(fēng)止時(shí)千溝萬壑、縱橫交錯(cuò),。惡劣的自然環(huán)境從來都攔不住“地質(zhì)人”前進(jìn)的步伐,。

王家鼎(后排右一)在鄭西高鐵施工現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行振動(dòng)波測(cè)試。受訪者供圖

鄭西高鐵是我國(guó)在黃土地區(qū)建設(shè)的第一條高鐵,。在大面積濕陷性黃土地區(qū)修建高速鐵路,,是一個(gè)世界性難題,由王家鼎牽頭的西北大學(xué)團(tuán)隊(duì)也開始參與研究如何解決高速鐵路的機(jī)車振動(dòng)引起路基沉陷的問題,。

從鄭州到西安500多公里,,每個(gè)重點(diǎn)路段都要勘探、采樣,、測(cè)試,。王家鼎開車沿鄭西線走了三趟,取回的土樣堆滿了地質(zhì)學(xué)系的后院,。

沒有前人經(jīng)驗(yàn),,沒有數(shù)據(jù)參考,團(tuán)隊(duì)艱苦攻關(guān),,終于拿出了第一份濕陷性黃土地基的動(dòng)力特性與設(shè)計(jì)參數(shù),。“這一路上土質(zhì)不一樣,、黃土厚度不一樣,、收縮程度不一樣,我們一段一段做了實(shí)驗(yàn),,整理了滿滿三大張表,。當(dāng)我把這個(gè)表交出去的時(shí)候,手都止不住地發(fā)顫,。這個(gè)數(shù)據(jù)拿出去,,我們是要負(fù)責(zé)任的!”實(shí)踐證明,,王家鼎團(tuán)隊(duì)為鄭西高鐵的設(shè)計(jì)和施工提供了可靠的技術(shù)支撐,。

在各個(gè)大型工程中,,王家鼎和他的團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了黃土邊坡失穩(wěn)(滑坡)研究、黃土路基振(震)陷研究,、黃土濕陷研究等科研項(xiàng)目,,他還在研究中創(chuàng)新了機(jī)車振動(dòng)引起黃土路基振陷理論、首創(chuàng)了深部黃土濕陷的巖橋 (古土壤層) 滯后塌陷理論,、提出了柔性生態(tài)護(hù)坡工法及邊開挖邊防護(hù)理念等。

為攻克黃土振動(dòng)促滲的定量測(cè)試難題,,王家鼎率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主研制了首臺(tái)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的振動(dòng)促滲儀,,利用該儀器進(jìn)行的大量試驗(yàn),創(chuàng)新性地提出了水和振動(dòng)聯(lián)合作用下,,對(duì)黃土邊坡的促裂,、促滲、促崩解,、促滑坡和促沉陷機(jī)理,,刷新了黃土滑坡成因理論,填補(bǔ)了該領(lǐng)域空白,。

“歷十載,,路艱難,費(fèi)思量,。削峰填壑,,敢為大地整容妝?!?020年9月27日,,安康機(jī)場(chǎng)通航,王家鼎受邀參加通航儀式,。在現(xiàn)場(chǎng)回顧起團(tuán)隊(duì)為該項(xiàng)目前后長(zhǎng)達(dá)十年的辛苦付出,,王家鼎用一闋詞描述了自己的激動(dòng)和感慨。

王家鼎(右一)在野外考察,。受訪者供圖

在連接我國(guó)東西部的煤炭資源運(yùn)輸通道——瓦日鐵路工程開工建設(shè)時(shí),,如何讓最重的列車安全行駛在最軟的地基上,成為王家鼎遇到的新難題,。尤其是當(dāng)鐵路施工到呂梁山脈時(shí),,鐵路邊上一處滑坡無論如何也找不到滑動(dòng)面,若采取避繞處理,,需要增加13億元的預(yù)算,。

為尋找“癥結(jié)”所在,王家鼎在腰間綁上安全繩,,沿著山溝陡峭的崖壁,,深入40多米深的谷底泥潭,。寒風(fēng)凜冽,泥水透過膠鞋傳來刺骨的冰冷,。就在大家?guī)缀跸胍艞壍臅r(shí)候,,“找到了!”王家鼎憑著獨(dú)有的經(jīng)驗(yàn)找到了滑動(dòng)面,。

王家鼎給學(xué)生講解如何識(shí)別滑坡面的滑動(dòng)標(biāo)志,。受訪者供圖

“我感覺有時(shí)候自己就是個(gè)醫(yī)生,遇到?jīng)]有明顯癥狀的疑難雜癥,,要找到病根,,就得靠這么多年積累的經(jīng)驗(yàn)?!卑岩患伦隽巳?,王家鼎十分自豪?!拔医?jīng)常被邀請(qǐng)到工程現(xiàn)場(chǎng)‘出診’呢,,有的人干脆就叫我‘土郎中’!”

“地質(zhì)人”的浪漫

王家鼎的實(shí)驗(yàn)室里看不到窗明幾凈,、一塵不染,,高高的置物架上放滿了從全國(guó)各地采集回來的土壤樣品。隨手扒開地上的一個(gè)袋子,,王教授撈出一塊土疙瘩,,“你看,這是最近剛采回來的土樣,,還沒來得及歸類,。”拍掉手上的灰,,他又帶記者去看自己的所獲得的獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù),。

王家鼎所獲部分獎(jiǎng)項(xiàng)。人民網(wǎng)記者 李志強(qiáng)攝

近年來,,王家鼎先后主持國(guó)家重大科研儀器研項(xiàng)目1項(xiàng),,國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目3項(xiàng),、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題1項(xiàng)以及鐵道部等省部級(jí)重大科研項(xiàng)目10余項(xiàng),,以第一完成人獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、陜西省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng),、陜西省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng),。

王家鼎在野外考察時(shí)留影。受訪者供圖

“你在曠野之中吶喊過嗎,?”采訪中,,王家鼎突然向記者問了一個(gè)奇怪的問題,,但很快他又自問自答起來:“在遼闊的大西北,腳下的黃土可能數(shù)萬年都不曾有人踏足,,那時(shí)候你會(huì)覺得個(gè)人是無比的渺小,,能參與和見證偉大時(shí)代的變革,是多么榮幸的一件事??!在曠野中你總是忍不住想要高聲呼喊,我覺得這可能就是我們地質(zhì)人獨(dú)有的浪漫吧,?!蓖跫叶φf。


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