弘扬科学家精神
探寻金华物理学家群落
【编者按】
今年,浙江省科协提出要打头阵、当先锋、作示范,努力打造新时代中国科协工作的“重要窗口”,其中就包括实现“弘扬科学家精神”先行示范,构建全省科学家精神教育基地体系,切实增强科技工作者的政治认同、思想认同、情感认同。
金华,地处浙江地理之心,金星与婺女交汇之地,自古人文鼎盛、名人辈出,作为全省四大都市区之一,从古到今,八婺大地走出了一批又一批的贤达名士,他们在各个领域作出自己的非凡贡献,其中,不乏科学大家。
新中国成立以来,浙江籍两院院士有400余位,其中金华占30多位。在历史的发展中,浙江各地形成了独具特色的块状学科群落,在某一特定学科领域涌现了众多颇有建树的科学家。其中,以严济慈、潘建伟等为代表的金华物理学家群落是浙江省三大科学家群落之一。
习近平总书记在浙江工作时曾说过:要紧紧抓住金华籍人才较多的优势,加快发展步伐。除了严济慈、潘建伟,金华这片土地还走出了一大批重量级物理学家,他们分别在兵器工业、海洋遥感技术、核物理、电气、理论物理、材料学等领域作出杰出贡献,可谓群星璀璨、交相辉映,由此构成国内罕见的物理科学家群落。金华科协官方微信公众号推出【婺里寻家】系列报道,一起寻找在金华这片土地成长的物理学家的足迹,更好传承科学家精神,涵养优良学风,为打造国际枢纽城 奋进现代都市区作出科技人更多的贡献。
龚晓南
一生追求只为夯实“中国建造”基础
5月19日,在第七个“全国科技工作者日”来临之际,金华市科协党组书记、主席施怡伟前往位于杭州的龚晓南院士家中,为龚院士送上节日祝福,转达市委、市政府的诚挚问候,感谢龚院士多年来一直心系家乡、关心支持金华发展。
龚晓南长期从事岩土工程教学和理论研究,研究方向为软粘土工程学、土塑性力学、地基处理技术与复合地基理论、深基坑工程和土工计算机分析等领域。龚晓南对施怡伟一行的到来表示感谢,并表示只要家乡有需要,一定全力以赴、责无旁贷。
龚晓南荣获金华发展榜样人物奖
就在一个月前的4月30日,以“新时代 新金华 新发展”为主题的第三届金华发展大会开幕式在市文化中心举行,龚晓南等14位两院院士出席大会,龚晓南同时获得“金华发展榜样人物奖”。
这位从金华市婺城区罗埠镇山下龚村一户贫寒农家走出去的岩土工程专家,自称“这辈子都在跟泥巴打交道”,却是浙江省培养的第一位博士,也是中国岩土工程界培养的第一位博士。他多年来在岩土工程领域取得的一系列创新成果,为举世瞩目的“中国建造”夯实稳固的基础。
“国家需要什么,我就研究什么。”
龚晓南,1944年10月出生,中国工程院院士、浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心主任,浙江大学建筑工程学院教授、博士生导师,金华市科协名誉主席。龚院士长期从事土力学及基础工程教学、理论研究和工程实践,在地基处理及复合地基、基坑工程和岩土工程高级技术人才培养等领域业绩突出,至今已发表刊物论文600多篇,出版著作、教材和工程手册等50多部,已获得国家和省、部级科技和教学成果奖19项,领衔的《复合地基理论、关键技术及工程应用》获国家科技进步一等奖,领衔的《“大土木”教育理念下土木工程卓越人才“贯通融合”培养体系创建与实践》获国家级教学成果二等奖。
龚晓南中学就读于汤溪中学,1960年底,汤溪中学高中部并入金华一中,他又去金华一中读了半年高三,1961年考上清华大学建系工业与民用建筑专业。
“刚进清华,有两幅大标语让我印象深刻,一是‘清华园——工程师的摇篮’,二是‘为国家健康工作五十年’。”龚晓南回忆道,“大学不仅让我掌握现代土木工程知识,更重要的是让我明白了,科研必须考虑国家需求。”
“为祖国服务”的种子,青年时期就在龚晓南的心里种下了。龚晓南在清华大学求学6年,浸染了深厚的家国情怀。一次,班上组织游览八达岭,途中参观了青龙桥詹天佑纪念馆。“那时候,我们对詹天佑非常崇拜,我也暗暗下定决心,要为祖国的土木工程建设做出自己的贡献。”龚晓南说。
1967年大学毕业后,龚晓南就去了陕西凤县,投身于“大三线建设”当中。他在国防科委8601工程处从事道路、桥梁、土建等工程的施工、设计和管理工作,这一干就是十余年。
正式与岩土打起交道,并找到一辈子的研究方向,要从1978年龚晓南作为改革开放第一批研究生考入浙江大学土木系岩土工程专业开始。
在浙大,龚晓南师从曾国熙教授。1984年,龚晓南通过博士论文答辩,《浙江日报》在头版报道了我省自己培养出第一位博士的消息。
博士毕业后不久,龚晓南到日本名古屋参加国际会议,亲身体验了高速公路、新干线和让他叹为观止的地下商场。巨大的技术差距让龚晓南大开眼界,又倍感责任。之后,龚晓南获得赴德国从事博士后研究的机会。他如饥似渴地学习技术,生活上则非常节俭,连5马克一份的冰淇淋都舍不得吃。龚晓南用节省下来的奖学金等其他收入买了一台计算机带回国。“想学的东西太多,只能一边拼命汲取养分,一边时刻关注祖国建筑事业的发展状况。”在龚晓南看来,要先把国内急需的技术学好学透。
1988年,龚晓南回国后看到国家建设急需发展高效、经济和快速的地基处理新技术,于是就将研究重点转到了复合地基。他还是那句话:“国家需要什么,我就研究什么。”
龚晓南一边跑工地,一边研究复合地基的基础理论问题。1992年,龚晓南出版了复合地基领域之一部专著,被誉为我国复合地基发展的一个里程碑。新理论一出,立刻在业界引起震动。1996年,龚晓南在杭州组织了一场全国复合地基理论与实践学术讨论会,相关论文结集出版。“出版社给论文集定价80元一本,我们都觉得太贵。出乎意料的是,会议还没开完,书已买不到了。”龚晓南说,当时人们不怕贵,因为这是新东西,在工程中有用。
1986年,龚晓南被浙大破格晋升为副教授。1988年,破格晋升为教授,并担任浙大土木工程学系副主任。1993年,国务院学位委员会聘任龚晓南为岩土工程博士生导师。1990年创办《地基处理》刊物。2011年当选为中国工程院院士。
龚晓南领衔的“复合地基理论、关键技术及工程应用”项目获国家科技进步奖一等奖
2019年1月8日,在国家科学技术奖励大会上,龚晓南领衔的“复合地基理论、关键技术及工程应用”项目获国家科技进步奖一等奖。如今,复合地基理论与技术被应用于遍布全国的建筑工程、高速公路、高速铁路、市政道路、港口和机场等工程建设领域。
金华籍院士龚晓南荣获2022年度何梁何利奖
2023年2月17日,何梁何利基金2021和2022年度颁奖大会在钓鱼台国宾馆隆重举行。龚晓南荣获2022年度何梁何利科学与技术进步奖——工程建设技术奖。
“别人往地上盖房子,我们是往地下造,绝对不能抱侥幸心理。”
我们眼前的城市,日新月异。房子不仅一天比一天建得高,“根”也一天比一天扎得深,隧道一天比一天拱得长。不过,这些都要基于高超的技术才可以实现。不然,房子要倒,“根”要歪,隧道会塌。我国地域辽阔,工程地质条件复杂。软弱地基和不良地基处理,一直是困扰工程界的一大难题。如何在大片软土区域中进行土木工程建设呢?
龚晓南院士和团队成员在实验室
传统地基的处理方法在承载力、稳定性、沉降等方面难以满足建设要求,另外桩基础的处理方法造价太高又难以大面积使用。相比之下,在地基中设置不同的增强体而形成的复合地基,其价廉物美的优势就体现了出来。
龚晓南反复强调,土是自然和历史的产物,因为年代不同、区域不同、构造不同,每一个工程所面临的地质条件都是千差万别的。所以,必须在大的理论框架下,对症下药,做到一个工程一个“方子”。
如今,京津城际高速铁路、京沪高速铁路、杭宁高速公路、乍嘉苏高速公路等遍布全国各地的高速公路和高速铁路都有复合地基理论与技术的身影。
龚晓南回忆起杭宁高速公路的建设,时至今日他对这项工程依然印象深刻。他说,这条高速公路是长三角一体化的重要大动脉,其中,浙江段跨越杭嘉湖平原,不仅软土层厚度变化大,而且与填土路堤连接处极容易形成颠簸,出现“跳车”现象。
面对难点,龚晓南带着他的团队,一次次到现场进行踏勘、设计、实施、检测。最后,团队提出的设计方案不仅将工期缩短了1年,且无需二次开挖。此外,他们通过设置复合地基处理过渡段,有效缓解了差异沉降,控制了“桥头跳车”现象。
杭宁高速上的防“跳车”经验,如今已普遍运用于软土地基高速公路的路堤与桥头连接。
除了复合地基,龚晓南还从事软黏土力学、基坑工程等领域的教学、科研与技术服务等工作。比如,杭州市区庆春路拓宽改造两旁建筑的基坑工程,许多都是他参与设计和实施的。如今每每经过庆春路段,龚晓南心中仍感到幸福和满足。
地下的事,看不见摸不着,却又是“牵一发而动全身”。在建钱塘江第一条过江隧道,也就是庆春路隧道时,隧道的深度要达到30米,“江南的土质松软,而江边的土更软”,龚晓南说,钱塘江的地下河床情况比较复杂,有河中河的特点,当挖井机挖开第一层河床淤泥后,下面一层竟是流动的地下河,这样一来,随时会造成地下水喷射的状况。
怎么办?是用抽水机抽水降水位,还是靠造墙堵水?这时,龚晓南主持完成的“高承压水地基深基坑工程关键技术及环境效应研究”对工作井施工提供了强有力的技术支撑。“我们用了一种比较新颖的技术手段,把降水位和截水结合起来,这个方法很有效。”龚晓南说。
2008年、2009年,一起又一起建设工程事故让大众震惊,“不靠谱”、“楼歪歪”等词汇成为网络热词的时候,龚晓南开始了“采取什么措施,能减小工程施工对周围环境的不良影响”的课题。
2010年,龚晓南提出了基坑工程设计中“变形控制设计”和“稳定控制设计”的问题,发展了《深埋重力—门架式围护结构》和《一桩三用》等多种围护新技术。
龚晓南说:“最重要的是精心设计、精心施工。我经常讲‘按变形控制设计’的理念——在已有建筑物周围施工,变形控制非常重要。岩土工程施工绝对不能抱侥幸心理,要加强监测,实行信息化施工。”
龚晓南认为,岩土工程的研究跟地域有很大的关联,他经常接到“求助急电”,但他总是要说:“你们先把地质报告给我,我不是神仙,不可能什么都会”。
“别人往地上盖房子,我们是往地下造。‘地下’是‘地上’的根基,所以更要精心设计施工,绝对不能抱侥幸心理。”龚晓南说。
早在1992年,龚晓南就较系统总结了国内外复合地基理论和实践方面的研究成果,出版第一部复合地基著作《复合地基》,对复合地基的定义、形成条件和分类做了明确的规定,揭示了复合地基的荷载传递机理和位移场特性,提出了承载力和沉降分析理论,创建了复合地基理论体系,为复合地基的工程设计和应用提供了理论支撑,被誉为复合地基发展的第一个里程碑。
龚晓南院士和学生在实验室
“我们这个专业,只在实验室、书本上研究是不够的,只有脚踩泥土、亲临现场才能获得第一手数据。”龚晓南说“即便在浙江一省之内,温州、台州、宁波等地的软土厚度、土层物理力学性质也不一样。只有对现场多一些了解和研究,才能确保工程建设严谨、准确。”
龚晓南院士在工地
直到现在,在研究和教学中,龚晓南还是要求学生、要求自己到实地去考察。
从1990年申请到国家自然科学基金项目“柔性桩复合地基承载力和变形计算与上部结构共同作用研究”开始,龚晓南就一头扎进了“复合地基”的研究。30余年的时间,从理论到实践,再从实践到凝练问题、解决问题,这段路,他重复了无数次。
中国岩石力学与工程学会评价龚晓南说:他在复合地基和地基处理理论及工程实践,以及地基处理技术的普及推广、基坑围护设计、基础工程施工环境效应及对策、土木工程教育和人才培养等方面作出了突出的贡献。
“有学识有修养的金华侬!”
龚晓南院士(左二)与母校汤溪中学签订院士科普基地建设协议
身在浙江大学工作,离家乡金华也近,近些年,只要家乡有需要,龚晓南经常会回来。在浙江中西部乡村振兴战略论坛的会场上,他作了专业的提问与分析。去年3月,浙江省科普教育研究院在浙江师范大学揭牌成立,龚晓南院士现场和自己的母校汤溪高级中学签署了“浙江院士科普基地”建设合作协议。他说,这是自己的责任。
2022年11月20日上午,以“金中情 家国梦”为主题的庆祝金华一中建校120周年大会隆重举行。同样是校友的龚晓南面对众多小校友进行了自己的科学分享,希望更多的金华青少年满怀好奇与信心走进科学的殿堂。
龚晓南(左一)院士等被授予金华市科协名誉主席
龚晓南还是金华博士联谊会会长,2018年10月在金华市科协第七次代表大会上被授予名誉主席。他同时还是磐安县永拓院士专家工作站的建站院士。建站以来,通过资源对接,在数字建设、岩土工程等领域与国内多个名列前茅的机构部门进行了多次沟通与交流,并达成了多次项目合作。
龚晓南在第一届金华发展大会上弯身接受小记者采访,一时传为美谈
2017金华首届发展大会留下的一老一少的一张照片,温暖了无数金华人。照片中的这位老人正是龚晓南。
当时,在金华海内外人才总会成立仪式开始之前,龚院士正坐在位置上,看到一位小记者过来,立马起身迎上,因为与小记者还有身高差,为了听得更清楚,院士笑眯眯地弯下了腰,低下了头,两人的身高于是几乎就在同一条水平线上了。金华广电融媒体中心记者恰好拍摄到了当时这暖心的画面,并发到了微信群中,顿时引发大伙一片感慨:“为我们的老乡骄傲!”、“这才是有学识有修养的金华侬!”,更多人引用了徐志摩的诗点赞龚院士:“最是那一低头的温柔。”在短暂的采访结束后,龚院士还应小记者的要求给签了名,拍了合影。
龚晓南院士为小记者签名
事后,有人再提这一轶闻,龚晓南微微一笑:“这很正常啊!”
龚晓南也经常在外介绍自己的家乡金华,他说,这些年金华的发展越来越快,城市建设日新月异,这些搞基础工程研究的他很是自豪。
龚晓南一家被誉为“清华大学之家”,龚晓南和儿子、外甥女,一家三人考上清华大学,至今在金西汤溪一带引为美谈。
龚晓南说,自己从小就立下远大的志向:长大当科学家。他的父亲受家庭条件限制,虽文化程度不高,只有初级小学毕业,但非常好学。龚晓南至今仍保存着父亲的小学作文本,上面的字写得工工整整。在一篇题为《立志》的作文中写道:“车有轮而后能行,鸟有翼而后能飞,人有志而后能成事业。”
龚晓南的妻子卢蓝玉是东阳人,出生于名门望族。酒坊巷112号保存完好的金品黄故居,就是她家的老宅。和妻子结婚以来,没有吵过一次架,举案齐眉,相敬如宾,甚至连妻子爱吃的东阳粉干,也在每次回金华时都念念不忘。
文字:江胜忠
编辑:赵雨欣
一审:徐力驰
二审:孔春林
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