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从琼州海峡到杭州湾——记中国科学院武汉岩土力学研究所研究员孔令伟

发布日期:2008/12/26 14:48:49      来源:      作者:孔令伟
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     孔令伟男。汉族,1967年生,湖北通山人,中国共产党党员。1990年6月原武汉化工学院(现武汉工程大学)本科毕业,获学士学位,1993年、1997年在中国科学院武汉岩土力学研究所,先后获得岩土力学专业硕士学位、博士学位。1993年6月至今在中科院武汉岩土力学研究所工作。期间,1994—1995年在香港辉固土力工程有限责任公司做访问工程师;2003年在法国路桥大学土力学研究中心作高级访问学者。现任中国科学院武汉岩土力学研究所副所长,研究员,博士生导师。兼任国际工程地质与环境协会、国际土力学与岩土工程协会会员,中国土木工程学会土力学与岩土工程分会、湖北省力学学会理事,中国力学学会岩土力学专业委员会、中国振动学会土动力学专业委员会委员与《固体力学学报》、《岩土工程学报》、《防灾减灾工程学报》、《土工基础》编委,《岩土力学》副主编。
    主要从事特殊土的成灾机理与灾害防治技术研究。在基础研究中,提出红粘土有效胶结概念和测定方法,改进了流固耦合介质轴对称动力问题解法,提出强夯边界接触应力与沉降解析式、加固效果反演方法,提出土水分特征曲线间接确定方法、基质吸力与蒙脱石晶体间距的公式和含浅层气砂土抗剪强度公式等;解决了琼州海峡铁路轮渡工程防波堤软土的稳定性、杭州湾大桥浅层天然气地质灾害防治、襄十高速公路膨胀土治理等技术难题,为工程兴建提供了技术支持。
    主持国家自然科学基金项目2项和国家重大基础研究前期研究专项1项,负责完成多项重大岩土工程课题,作为主要实施人完成国家“863”项目子题2项、国家自然科学基金项目3项等。已发表论文80篇,被SCI、EI和ISTP收录31篇,参编著作2部,获湖北省科技进步奖二等奖、三等奖各1项。

                                  从琼州海峡到杭州湾
                                    ——记中国科学院武汉岩土力学研究所研究员孔令伟

    2000年11月,中科院武汉岩土力学研究所为准备进入中科院知识创新工程,在二楼会议室召开本所首批创新课题组招聘会,经过严格的答辩和专家评审,孔令伟博土被批准为当时武汉岩土所最年轻的研究员,年仅33岁。从一名普通的科研工作者成长为学科带头人,他为我国土力学学科的发展做出了突出的贡献。
    从1994年师从袁建新研究员攻读博士学位,至今10多年间,孔令伟始终以我国典型特殊土为研究对象,以土体结构性与非饱和性为主线,从土力学、土质学和物理化学等多学科融合交叉入手,采用宏观与微观试验相结合的研究途径,从事特殊土的成灾机理与灾害防治技术研究,受到土力学界的良好反响。2002年3月至2005年7月,他连续三届担任国际地基处理技术会议顾问委员会委员,并于2003年10月当选为第九届《岩土工程学报》与第六届《固体力学学报》最年轻的编委。
                                        走在前沿的后起之秀
    孔令伟把主要的研究方向确立在具有理论创新价值与广阔应用前景的特殊土土力学研究领域。特殊土土力学是武汉岩土所老一辈专家长期研究积累的基础上逐渐形成的重要研究方向,也是现代土力学的重要学科分支与前瞻领域,他先后主持参与完成了“非饱和土力学吸力项的物理化学基础研究”、“红粘土的水理性特征与胀缩机理研究”等具有前瞻性的基础研究课题,使该所特殊土土力学研究内容与方法具特色,在学术界享有一定的声誉和地位,已成为土力学学科理论与技术创新的重要发展方向之一。
    他在国家自然科学基金资助项目“非饱和土力学吸力项的物理化学基础研究“中,利用收缩试验与压汞试验,结合毛细管模型,从理论上导出了水分特征曲线的统一公式,提出了一种间接确定水分特征曲线的简单方法;针对典型非饱和土-膨胀土,用X-射线衍射法给出了其膨胀势和收缩势随层间距的表达公式,以及非饱和膨胀土基质吸力随层间距的变化定量关系,为进一步弄清膨胀土的胀缩机理和非饱和土基质吸力本质提供了一种新的理论基础。
    上述成果论文分别刊登于《中国科学》、《Science in China》、《Unsaturated Soils For Asia》和《岩土工程学报》,已引起了国内外同行的高度关注。
    在红粘土的工程性状与微观特性研究中,他提出了有效胶结的概念。他认为游离氧化铁起胶结作用的只是其中的一部分,其含量可以通过化学选择溶解法试验确定,现存游离氧化铁的含量和有效胶结铁含量的相对数值可以作为评价土体长期稳定性的一个参考指标;发现红粘土的孔隙分布具有分形特征,分维可以确定粒间孔和粒内孔的孔径界限;并指出原状红粘土在干湿循环过程的工程性状受其裂隙性与吸力双重控制,不考虑裂隙性与吸力的耦合作用的影响,仅从吸力角度认识其工程特性尚具有一定的片面性。他的论文被广泛引用,其中“红粘土有效胶结特征的初步研究”获1996年湖北省第六届自然科学优秀论文三等奖。
    结合国家自然科学基金资助项目“强夯机制与反分析研究”,孔令伟提出了瑞雷波在强夯法处理地基中起作用的新观点,导出了强夯的边界接触应力与沉降在变换域中解析式,解决了接触应力沿锤底分布的计算问题,提出强夯加固效果反演方法,改进了流固耦合介质轴对称动力问题解法,并成功应用于层状地基内饱和土层在强夯作用下的耦合分析中。研究成果刊登于《力学学报》与《岩土工程学报》等刊物,多篇论文进入相关工程手册,具有重要的学术影响,其中“强夯的边界接触应力与沉降特性研究”于2000年获第四届中国土木工程(詹天佑)优秀论文三等奖。
                                    一项建议省下2000万元石方量
    在特殊土的工程应用方面,先后负责完成了“琼州海峡铁路轮渡工程北港防波堤结构性软土地基特性及爆炸法处理后稳定性试验研究”、“浅层天然气对杭州湾大桥桩基承载性能的影响与灾害防治对策研究”与“湖北省襄十高速公路膨胀土路基治理方案、施工工艺和监控技术研究”等重大岩土工程课题,解决了相关技术难题,创造了显著的经济效益和社会效益。 
    在琼州海峡铁路轮渡工程北港防波堤结构性软土地基特性及爆炸法处理后稳定性试验研究中,弄清了结构性海洋土的特殊力学性质与影响爆炸挤淤施工的机理,指出下卧层结构性软土可以作为防波堤的持力层,成功地论证了防波堤的地基稳定性问题,并提出进行防波堤侧向位移监测和注意挖泥清道与防波堤距离的建议,被粤海铁路有限责任公司采纳,仅节省防波堤的石方量就达2000万元之多。中国科学院院士沈珠江教授在多次大型岩土工程会议主题报告中,将该成果作为利用软土结构性潜能的范例介绍,孔令伟2002年受邀在第四届国际地基处理技术会议作题为“海洋土的结构性对地基处理的影响”的主题报告。 
    基于杭州湾大桥工程地质勘察过程中遇到浅层天然气的难题,孔令伟结合桩基理论,采用非饱和土力学基础理论与试验方法,论证了含浅层气海相沉积土的特殊工程力学性状,揭示出其对桩基础造成不利影响的模式,提出应从桩基础合理选型、预先进行不扰动土体控制释放浅层气、充分考虑不利因素的安全设计以及在施工过程中增高钻孔桩作业平台与增大泥浆比重几方面进行灾害防治。他的研究成果成为交通部和国家计委2002年8月最终审查通过杭州湾大桥工程建设可行性的关键依据之一,提出的预治浅层气的灾害防治对策与处理措施已被建设单位杭州湾大桥指挥部和设计单位中铁大桥勘测设计院采纳,取得了良好的社会效益,科研成果入选中国科学院高技术口知识创新工程百项重大科技成果。
    在实施湖北省交通厅科研项目“襄十高速公路膨胀土路基治理方案、施工工艺和监控技术研究“中,针对沿线主要以弱膨胀土分布为主,少数路段夹杂中膨胀土的特点,孔令伟提出了“膨胀土+石灰土+土工网”交错分层填筑膨胀土路堤的新技术方案,该方案在襄十高速公路沿线膨胀土路段得到推广应用,解决了膨胀土填筑路堤的强度和稳定性问题,达到了加快施工进度与减轻环境污染的效果,并取得了节约成本1413.3万元的经济效益,具有推广价值。
                                      在高收入面前,选择“冷板凳”
    孔令伟淡薄名利、谦虚好学、善于总结和刻苦钻研。1993年硕士毕业后留所,他谢绝了到工程检测组的安排,选择继续从事基础研究的工作,这

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