岩土专家凌贤长:“像石头一样坚硬”,让高铁跨过冻土
初看凌贤长的照片,很难把他和传授这个身份接洽在一路:他个头不高,一身棕色的西装,一副扁平的黑框眼镜,眼睛总眯着,头顶上剪出了两个四方的棱角——有人说他像个厨师,也有人说他像个土老板。
身边人公认的,是凌贤长总出没无常:前一天还在面前,第二天就到了中国的另一头。他有一个小行李箱,在家里老是摊开着放,装几件一般的衣服,利便他接到工程电话后,拎起箱子就往机场赶。他半数时刻都不在家,从一个工地奔向另一个工地。
他在国际上率先开发寒区轨道交通动力学这一新的学科偏向,目标在于研究寒区铁路路基振动回响与不变性题目。他发现的高机能矿物基类胶凝原料与应用技能,办理了我国最北高铁站——伊春西站地基冻害防控的国际困难,缔造了我国以致天下高纬度极度严寒区高铁建树难度之最。
认识凌贤长的人,都认为他过分低调。我国最北高铁站伊春西站开始建树后,凌贤长的事变单元哈尔滨家产大学宣传部的人看到了消息报道,打来电话问他:这么大的事,怎么不提前向学校报备?凌贤长认为,中国像他这样的传授有的是,“有啥好报道的?”
有老伴侣说,这些年险些没有媒体采访过他,他也险些不接管媒体采访,“媒体喜好有故事的人,不喜好他这样的人,他这小我私人说来说去都只有学问。”
凌贤长的成绩许多,“山东省泰山学者特聘专家、俄罗斯天然科学院外籍院士,出书著作10部,颁发论文293篇,得到国度发现专利60项、适用新型专利12项、软件著作权25项与国际专利4项,牵头得到国度技能发现奖二等奖1项、省部级科技前进奖一等奖4项。”但在采访中他很少说起这些,只说本身是个办理土木匠程题目的工程师,也是位教书的先生。
9月13日,凌贤长在家中清算学术资料。新京报记者 周思雅 摄
最北高铁站
伊春西站总工程师王文剑记得,本年八月,凌贤长第一次到伊春西站建树现场的那天,拄着手杖,穿戴一双不合脚的大号拖鞋,一双脚肿胀着,能清楚望见手术后的刀疤。王文剑一问才知,凌贤长刚做完痛风结石手术不久,术后痊愈还没做完,就来了现场。那天,凌贤长为了考查铁力-伊春高铁建树沿线工程地质环境,又行车几百公里。
此时,伊春西站的建树项目已经经验了三四个月的调研。这是我国今朝在建的最北高速铁路——哈伊高铁上铁伊段的终点站,位于黑龙江省中部,也是我国今朝在建纬度最高、所处地域整年温差最大、首个在高寒岛状多年冻土区施工的高铁站房。哈伊高铁全线建成后,哈尔滨至伊春游客列车运行时刻将由此刻的7小时阁下收缩至2小时以内。
然而,最棘手的施工困难摆在了面前:在东北,到了春融季候,冻土融化,很多构筑物的地基开始凹陷,室外地面高度比室内每每跨越二三十厘米。走进室内,就像走进一个大坑,地板松动,台阶也时常开裂。因为差异含水量的土质没有颠末处理赏罚,土里的冰融化后,地基呈现了不匀称沉降,外表看上去就像一层层坎坷不服的海浪。
而伊春西站地处小兴安岭要地,属天下两大黑土带之一,黑土的孔隙性大、压缩性强,给施工带来极浩劫度。且内地冬夏日的温差达80摄氏度,地下有深达2.9米的冻土,地下水富厚,土的水含量极高。这意味着,地下水会经验重复冻融,导致周围泥土不绝经验膨胀紧缩的进程,入冬后,地基最高可隆起20厘米。因此,若差池土举办处理赏罚,路基的不变性将受到影响,最终导致地面开裂、台阶断裂等题目,严峻时还也许导致构筑物坍毁。
此前,尽量国际上在寒区建筑铁路已有100多年汗青,可是路基或地基冻害题目尚未恒久有用办理。王文剑说,已往通例的做法是节制土质的含水量或回收级配砂石等粗粒料。但今朝的这些做法每每治标不治本:能短时刻阻止地表水下渗、节制冻害题目,却无法阻止地下水通过土质的毛细孔向上迁徙,地基或路基在两三年后仍会遭到粉碎。
王文剑记得,颠末前后多次线上集会会议,凌贤长又到内地考查后,提出了办理步伐:行使团队研发的防冻害原料——高机能矿物基类胶凝原料。凌贤长将这种胶凝原料带到现场,掺入土中且拌合匀称、压实成型,仅过了一个小时阁下的时刻,本来松软的土质变得坚固起来。
之后,凌贤长和团队成员又从现场取回了代表性的土样,在尝试室里做了数月的尝试,针对土样改进了胶凝原料的配方,尝试功效表现,该胶凝原料能对伊春西站地下的软土实验固化密实加固,阻断土的毛细孔,乐成防备了地表水入渗、地下水毛细上升。“云云一来,高铁站地基泥土含水量能恒久节制在一个很低的不变范畴,能乐成实现高寒地域的地基或路基冻害防控。”
王文剑说,这种原料不只可以恒久有用办理地基冻害防控题目,并且可以或许低落工程建树本钱、维护用度。
8月24日,在哈伊高铁铁伊段伊春市乌翠区站房施工现场,跟着首根桩基顺遂开钻,我国最北端高铁站伊春西站正式开工,再一次革新了我国高铁建树的纬度。
转折
究竟上,早在二十多年前,刚从博士后结业的凌贤长,就开始了对软土加固的研究——用他的话说,就是把土酿成“石头”。汗青上,全天下各地的楼房都呈现过地基沉降的题目。在海外,意大利的比萨斜塔,即是最着名的地基沉降构筑。
在已往,人们每每用泥土固化剂增强土的机能,或是通过水泥注浆的方法加固泥土,但时刻一长,加上差异区域的地质前提伟大,结果有限,隐藏危害仍然不绝。凌贤长思索,假如能把泥土酿成石头那么坚固密实,让泥土拥有完备布局石头的抗冻性和防渗性,再注入到地基里,不就不沉降了吗?
1998年,照旧讲师的凌贤长把包罗广西南宁、辽宁盘锦、山东东营、河南信阳等地的差异泥土,如湿陷性黄土、黏土、膨胀土、滩涂土等,通过绿皮火车拉回尝试室。要使这些泥土实现固化,得重复举办化学说明、计较。凌贤长先通过仪器说明泥土的化学、矿物、颗粒等因素,再不绝举办化学回响说明且调解胶凝原料的配例如案,继而重复做化学说明计较、配比尝试。
尝试进程艰巨而又漫长,进程却并不顺遂:化学回响方程式推导出来是一个样,做起尝试来功效却又不抱负。
因为矿物原料的运输、检测、活化等进程必要大量用度,凌贤长用完了有限的科研经费,一度到了山穷水尽的境地。
亏得僵持了下来。凌贤长记得,尝试举办了两年后,第一次乐成实现了泥土加固,同校的先生惊奇于尝试功效,换了七八个压力机检测,才最终证明白尝试的乐成:加了研发新原料的泥土到达了8个兆帕以上的强度,约便是一块红砖的强度。
现在,凌贤长研发的高机能矿物基类胶凝原料技能通过不绝的改善,形成了差异的原原料配例如案,能合用于二十多种泥土的防渗加固、冻害防控,而这项技能也得到了14项国度发现专利。
与地质和土木结缘,是自小时起,凌贤长的老家在安徽合肥的一个农村,他总见到地质队的人,背着地质包到处跑。他认为,地质这份事变不错,“拿人为还能处处游山玩水。”
其后,他便报考了长春地质学院的矿产普查专业,在地质学规模从本科一向念到博士。1998年,36岁的他抉择转行跨入岩土工程规模。