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賴(lài)遠明
全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎、國家科技進(jìn)步特等獎脸候、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者赢底、全國先進(jìn)工作者、全國優(yōu)秀科技工作者、中國科學(xué)院院士

成 果

2008年形纺,“青藏鐵路工程”榮獲國家科技進(jìn)步特等獎整葡,賴(lài)遠明是獲獎人之一。

專(zhuān) 訪(fǎng)

 
  東起西寧活玲,南至拉薩,翻越了唐古拉山,跨越了長(cháng)江之源,9年前,全長(cháng)1956千米的青藏鐵路正式通車(chē)。這條被稱(chēng)作鐵路建設史上奇跡的“天路”克服了多個(gè)世界級困難肥惭,其中一大困難便是凍土路程最長(cháng),多年凍土地段長(cháng)達550千米。鋼軌要在雪域高原上得以延伸,必須讓這些凍土保持冰凍。
 
  但極特殊的是容客,青藏高原大多是高溫凍土——0攝氏度以下、零下1.5攝氏度以上含有冰的巖石和土壤。極小的溫度上浮就會(huì )讓它們融化。中國科學(xué)院寒區旱區環(huán)境與工程研究所賴(lài)遠明院士長(cháng)達6年的研究卷胯,讓數百千米的凍土在鐵軌下能夠堅固支撐合荞。
 
  192天的實(shí)驗,只為確定鐵軌下要鋪多大的碎石頭
 
  “高溫凍土是個(gè)調皮分子勇斜,它極易受到工程影響以及全球氣候變暖而融化,從而導致地基下沉、變形。”賴(lài)遠明介紹,“天然地表零下1.5攝氏度,但是用粗顆粒土、混凝土等修筑路面后將比天然地表溫度高出約3攝氏度,這就相當于給底下的凍土安了一個(gè)熱源。”
 
  同時(shí),全球氣候變暖對高溫凍土也有著(zhù)不可估量的影響。“氣象學(xué)家測算未來(lái)50年青藏高原的氣溫將上升2.2—2.6攝氏度。”這2.6攝氏度也必須加入減溫范圍。
 
  怎樣讓凍土溫度保持零下?過(guò)去的做法通常是“被動(dòng)保溫”,即在地表鋪上隔熱材料,減少外部熱量下傳,然而這種被動(dòng)抵御的方式并不持久。時(shí)任蘭州冰川凍土研究所所長(cháng)、也是賴(lài)遠明恩師的程國棟院士曾提出“主動(dòng)冷卻路基”的方法,但主動(dòng)冷卻路基如何修建,這在國內外凍土工程學(xué)研究中還是一個(gè)空白。
 
  1999年,舉世矚目的青藏鐵路工程亟待上馬,這一年,賴(lài)遠明入選“百人計劃”。事實(shí)上驻襟,當時(shí)賴(lài)遠明并不完全滿(mǎn)足“百人計劃”的入選要求,“當時(shí)要求在國外具有兩年以上科研工作經(jīng)歷的條件,我只出國學(xué)習了一年。”賴(lài)遠明回憶。但在求賢若渴的程國棟院士的極力推薦下,他被破格錄取了。程院士的理由是:國家太需要這樣既懂土木工程许鳄、又懂凍土,并愿意扎根西部的優(yōu)秀人才了!
 
  當時(shí)的凍土專(zhuān)家多是地質(zhì)地理專(zhuān)業(yè)背景,主要研究?jì)鐾恋奶烊粚傩裕y以在凍土路基結構設計方面提出精準的解決方案。比如國內外凍土專(zhuān)家都發(fā)現了一個(gè)現象:碎石層下的溫度較普通土層下要低。但是要達到最好的降溫效果,碎石的粒徑是多少琐旁、縫隙應該多大、怎樣鋪設顷寸?難以得出一個(gè)量化的答案。
 
  賴(lài)遠明沒(méi)有讓恩師失望,經(jīng)過(guò)192天16組的實(shí)驗,搞清了碎石層降溫的機理巧蟆,提出具有良好降溫效果的粒徑范圍是10—30厘米。這個(gè)數字突破了防止高溫凍土升溫的第一道難關(guān)。“我的結構力學(xué)背景派上了用場(chǎng)。”研究生期間攻讀結構力學(xué)專(zhuān)業(yè)的賴(lài)遠明發(fā)揮了他在彈粘塑性力學(xué)、有限元和數值分析等方面的知識技能,建立了研究?jì)鐾恋貐^開(kāi)放邊界塊碎石路基溫度場(chǎng)和流場(chǎng)特性的數學(xué)模型,提出了分析塊碎石路基對流換熱降溫規律的計算方法,解決了青藏鐵路塊碎石路基這類(lèi)含有流體——固體耦合傳熱溫度計算的關(guān)鍵科學(xué)難題。他在力學(xué)上的深厚功底也成為他此后屢破難題的法寶。
 
  解決了凍土路基摄简,1公里就省2000萬(wàn)
 
  地表鋪上塊碎石層來(lái)降溫消減了施工帶來(lái)的升溫枯芬,但未來(lái)50年青藏高原氣候升溫2.6攝氏度帶來(lái)的“威脅”仍未被完全抵消。賴(lài)遠明因此獨創(chuàng )了一種“冬冷夏涼”的路基結構。
 
  “不僅在路基下部,在路基兩側也鋪上碎石層赐酵。構成一個(gè)U形。”賴(lài)遠明在紙上仔細地畫(huà)出這一結構,“冬天仙衩,冷空氣能在這種結構中自然對流,夏天,這種結構能讓熱空氣流動(dòng)更慢,起到隔熱的效果。”這種路基結構的設計仍然少不了精確計算寸莫,兩側碎石塊的粒徑和鋪設厚度要結合地表上下溫差、空氣密度等多個(gè)因素考慮汛吵。賴(lài)遠明建立了一個(gè)復雜計算模型來(lái)模擬幾十年中溫度升高的情況。“據我們測量,這種結構下的凍土地表溫度不僅沒(méi)有升高立肘,還在逐年下降,這為抵御氣候變暖爭取了更多余地静檬。”賴(lài)遠明說(shuō)。
 
  2008年埠通,“青藏鐵路工程”榮獲國家科技進(jìn)步特等獎,賴(lài)遠明是獲獎人之一疲吸。“如果不用您設計的凍土路基,青藏鐵路還能不能安全修建起來(lái)我衬?”面對記者的疑惑,賴(lài)遠明很謙虛地擺擺手:“這只是青藏鐵路修建中眾多困難之一膛凰,如果不用這種結構,也可以通過(guò)架橋鋪設鐵路却值,讓火車(chē)在橋上跑洗罩。”但是如果這樣,每鋪設1公里鐵路越稻,就要多付出2000多萬(wàn)元的成本谜字。
 
  除了解決凍土路基的問(wèn)題,賴(lài)遠明和團隊還解決了青藏線(xiàn)“第一長(cháng)隧”昆侖山隧道和世界最高海拔鐵路隧道“風(fēng)火山”隧道的修建難題。由于資料匱乏,賴(lài)遠明根據凍土物理學(xué)和凍土力學(xué)基本理論蒙秒,反復研究了凍害對隧道的破壞機理,建立了凍土隧道傳熱模型,解決了青藏鐵路風(fēng)火山隧道、昆侖山隧道襯砌和保溫措施的參數優(yōu)化設計問(wèn)題,消除了凍脹和融化對這兩座凍土隧道的破壞作用白对。
 
  如果成功是1,少0.1分的努力都不行
 
  從江西省龍南客家山村走出,如何走上了萬(wàn)里之外的青藏高原含薄,并致力于研究“凍土”這一冷門(mén)的領(lǐng)域席厢?“越冷門(mén)的領(lǐng)域亟待解開(kāi)的秘密就越多,青藏高原作為世界之巔厉碟,高海拔造就了其不同于其他凍土區的特點(diǎn),很多問(wèn)題連凍土之國俄羅斯也沒(méi)能解決响攘。”興趣引領(lǐng)賴(lài)遠明入門(mén)榨听。
 
  “從小就喜歡物理和數學(xué),記得上大學(xué)時(shí)做了4000多道數學(xué)題坯癣,理論力學(xué)寫(xiě)完了十幾個(gè)練習本。”除了起早貪黑地學(xué)習,連上一趟街買(mǎi)點(diǎn)生活必需品,賴(lài)遠明都要嚴格控制時(shí)間贤敏,“就花10分鐘野汛,恨不得爭分奪秒地學(xué)習。”
 
  賴(lài)遠明相信拐云,成功如果是1绊寻,只有各方面的努力都達到1享潜,才算成功获列,“如果每個(gè)方面少一分努力猛铅,成功的概率就會(huì )驟降循箫。不信你算一算孕鳍,0.9乘以0.9的結果與0.8乘以0.8是不是差很多?”
 
  刻苦的動(dòng)力還來(lái)自一顆感恩的心驶拱。賴(lài)遠明牢記讀書(shū)生涯中得到的寶貴支持:“上大學(xué)時(shí),免除了我所有學(xué)費和醫療費用含罪, 國家每個(gè)月還給我21元助學(xué)金陪蜻,讀研究生時(shí)每個(gè)月能領(lǐng)到57元助學(xué)金蛆瓢。”不善言辭的賴(lài)遠明說(shuō)得實(shí)在,也只有在自己的日記中曾寫(xiě)下“寸草報春暉”這樣對他來(lái)說(shuō)最華麗的語(yǔ)言卿申。
 
  全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎、國家科技進(jìn)步特等獎彩梅、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者适唆、全國先進(jìn)工作者、全國優(yōu)秀科技工作者、中國科學(xué)院院士……各種榮譽(yù)和頭銜背后,賴(lài)遠明不忘初心秕栓。遠在龍南的弟弟賴(lài)遠東說(shuō)媳危,每次打電話(huà)給大哥眶约,他都在一線(xiàn)搞試驗或在工作。“養兵千日用兵一時(shí),希望我可以一直為國家科技事業(yè)沖鋒陷陣宇姚。”賴(lài)遠明說(shuō)豁陆。
 

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封面人物
市場(chǎng)周刊
2024-04
出刊日期:2024-04
出刊周期:每月
總481期
出刊日期:(2014 07 08)
出刊周期:每周
 
 
 
 

賴(lài)遠明

全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎、國家科技進(jìn)步特等獎、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、全國先進(jìn)工作者、全國優(yōu)秀科技工作者、中國科學(xué)院院士
成 果

2008年,“青藏鐵路工程”榮獲國家科技進(jìn)步特等獎,賴(lài)遠明是獲獎人之一。

專(zhuān) 訪(fǎng)

 
  東起西寧,南至拉薩,翻越了唐古拉山,跨越了長(cháng)江之源,9年前,全長(cháng)1956千米的青藏鐵路正式通車(chē)。這條被稱(chēng)作鐵路建設史上奇跡的“天路”克服了多個(gè)世界級困難,其中一大困難便是凍土路程最長(cháng),多年凍土地段長(cháng)達550千米。鋼軌要在雪域高原上得以延伸,必須讓這些凍土保持冰凍。
 
  但極特殊的是,青藏高原大多是高溫凍土——0攝氏度以下、零下1.5攝氏度以上含有冰的巖石和土壤。極小的溫度上浮就會(huì )讓它們融化。中國科學(xué)院寒區旱區環(huán)境與工程研究所賴(lài)遠明院士長(cháng)達6年的研究嚣全,讓數百千米的凍土在鐵軌下能夠堅固支撐物舒。
 
  192天的實(shí)驗此蜈,只為確定鐵軌下要鋪多大的碎石頭
 
  “高溫凍土是個(gè)調皮分子轮糊,它極易受到工程影響以及全球氣候變暖而融化乃哟,從而導致地基下沉箍负、變形。”賴(lài)遠明介紹,“天然地表零下1.5攝氏度,但是用粗顆粒土、混凝土等修筑路面后將比天然地表溫度高出約3攝氏度,這就相當于給底下的凍土安了一個(gè)熱源。”
 
  同時(shí),全球氣候變暖對高溫凍土也有著(zhù)不可估量的影響。“氣象學(xué)家測算未來(lái)50年青藏高原的氣溫將上升2.2—2.6攝氏度禾门。”這2.6攝氏度也必須加入減溫范圍。
 
  怎樣讓凍土溫度保持零下?過(guò)去的做法通常是“被動(dòng)保溫”,即在地表鋪上隔熱材料,減少外部熱量下傳,然而這種被動(dòng)抵御的方式并不持久。時(shí)任蘭州冰川凍土研究所所長(cháng)、也是賴(lài)遠明恩師的程國棟院士曾提出“主動(dòng)冷卻路基”的方法,但主動(dòng)冷卻路基如何修建,這在國內外凍土工程學(xué)研究中還是一個(gè)空白。
 
  1999年,舉世矚目的青藏鐵路工程亟待上馬,這一年,賴(lài)遠明入選“百人計劃”。事實(shí)上,當時(shí)賴(lài)遠明并不完全滿(mǎn)足“百人計劃”的入選要求,“當時(shí)要求在國外具有兩年以上科研工作經(jīng)歷的條件,我只出國學(xué)習了一年。”賴(lài)遠明回憶。但在求賢若渴的程國棟院士的極力推薦下,他被破格錄取了骨歹。程院士的理由是:國家太需要這樣既懂土木工程靖避、又懂凍土,并愿意扎根西部的優(yōu)秀人才了!
 
  當時(shí)的凍土專(zhuān)家多是地質(zhì)地理專(zhuān)業(yè)背景,主要研究?jì)鐾恋奶烊粚傩裕y以在凍土路基結構設計方面提出精準的解決方案。比如國內外凍土專(zhuān)家都發(fā)現了一個(gè)現象:碎石層下的溫度較普通土層下要低。但是要達到最好的降溫效果,碎石的粒徑是多少、縫隙應該多大、怎樣鋪設丸侨?難以得出一個(gè)量化的答案。
 
  賴(lài)遠明沒(méi)有讓恩師失望,經(jīng)過(guò)192天16組的實(shí)驗,搞清了碎石層降溫的機理,提出具有良好降溫效果的粒徑范圍是10—30厘米。這個(gè)數字突破了防止高溫凍土升溫的第一道難關(guān)。“我的結構力學(xué)背景派上了用場(chǎng)。”研究生期間攻讀結構力學(xué)專(zhuān)業(yè)的賴(lài)遠明發(fā)揮了他在彈粘塑性力學(xué)、有限元和數值分析等方面的知識技能,建立了研究?jì)鐾恋貐^開(kāi)放邊界塊碎石路基溫度場(chǎng)和流場(chǎng)特性的數學(xué)模型,提出了分析塊碎石路基對流換熱降溫規律的計算方法,解決了青藏鐵路塊碎石路基這類(lèi)含有流體——固體耦合傳熱溫度計算的關(guān)鍵科學(xué)難題脖煮。他在力學(xué)上的深厚功底也成為他此后屢破難題的法寶。
 
  解決了凍土路基,1公里就省2000萬(wàn)
 
  地表鋪上塊碎石層來(lái)降溫消減了施工帶來(lái)的升溫,但未來(lái)50年青藏高原氣候升溫2.6攝氏度帶來(lái)的“威脅”仍未被完全抵消宁玫。賴(lài)遠明因此獨創(chuàng )了一種“冬冷夏涼”的路基結構。
 
  “不僅在路基下部,在路基兩側也鋪上碎石層。構成一個(gè)U形。”賴(lài)遠明在紙上仔細地畫(huà)出這一結構婉活,“冬天,冷空氣能在這種結構中自然對流,夏天,這種結構能讓熱空氣流動(dòng)更慢柳刮,起到隔熱的效果。”這種路基結構的設計仍然少不了精確計算,兩側碎石塊的粒徑和鋪設厚度要結合地表上下溫差、空氣密度等多個(gè)因素考慮蹂羹。賴(lài)遠明建立了一個(gè)復雜計算模型來(lái)模擬幾十年中溫度升高的情況影虫。“據我們測量,這種結構下的凍土地表溫度不僅沒(méi)有升高,還在逐年下降驯鳖,這為抵御氣候變暖爭取了更多余地。”賴(lài)遠明說(shuō)。
 
  2008年湖穆,“青藏鐵路工程”榮獲國家科技進(jìn)步特等獎,賴(lài)遠明是獲獎人之一。“如果不用您設計的凍土路基,青藏鐵路還能不能安全修建起來(lái)?”面對記者的疑惑牵祟,賴(lài)遠明很謙虛地擺擺手:“這只是青藏鐵路修建中眾多困難之一,如果不用這種結構,也可以通過(guò)架橋鋪設鐵路负畜,讓火車(chē)在橋上跑。”但是如果這樣,每鋪設1公里鐵路永聚,就要多付出2000多萬(wàn)元的成本。
 
  除了解決凍土路基的問(wèn)題,賴(lài)遠明和團隊還解決了青藏線(xiàn)“第一長(cháng)隧”昆侖山隧道和世界最高海拔鐵路隧道“風(fēng)火山”隧道的修建難題。由于資料匱乏,賴(lài)遠明根據凍土物理學(xué)和凍土力學(xué)基本理論,反復研究了凍害對隧道的破壞機理,建立了凍土隧道傳熱模型袜瞬,解決了青藏鐵路風(fēng)火山隧道、昆侖山隧道襯砌和保溫措施的參數優(yōu)化設計問(wèn)題,消除了凍脹和融化對這兩座凍土隧道的破壞作用径牙。
 
  如果成功是1,少0.1分的努力都不行
 
  從江西省龍南客家山村走出,如何走上了萬(wàn)里之外的青藏高原,并致力于研究“凍土”這一冷門(mén)的領(lǐng)域?“越冷門(mén)的領(lǐng)域亟待解開(kāi)的秘密就越多,青藏高原作為世界之巔扶欣,高海拔造就了其不同于其他凍土區的特點(diǎn),很多問(wèn)題連凍土之國俄羅斯也沒(méi)能解決。”興趣引領(lǐng)賴(lài)遠明入門(mén)某战。
 
  “從小就喜歡物理和數學(xué),記得上大學(xué)時(shí)做了4000多道數學(xué)題,理論力學(xué)寫(xiě)完了十幾個(gè)練習本。”除了起早貪黑地學(xué)習雄议,連上一趟街買(mǎi)點(diǎn)生活必需品,賴(lài)遠明都要嚴格控制時(shí)間,“就花10分鐘啦撮,恨不得爭分奪秒地學(xué)習。”
 
  賴(lài)遠明相信广述,成功如果是1,只有各方面的努力都達到1瑞八,才算成功,“如果每個(gè)方面少一分努力迈仗,成功的概率就會(huì )驟降。不信你算一算盈伙,0.9乘以0.9的結果與0.8乘以0.8是不是差很多?”
 
  刻苦的動(dòng)力還來(lái)自一顆感恩的心。賴(lài)遠明牢記讀書(shū)生涯中得到的寶貴支持:“上大學(xué)時(shí),免除了我所有學(xué)費和醫療費用话徐, 國家每個(gè)月還給我21元助學(xué)金,讀研究生時(shí)每個(gè)月能領(lǐng)到57元助學(xué)金。”不善言辭的賴(lài)遠明說(shuō)得實(shí)在堰越,也只有在自己的日記中曾寫(xiě)下“寸草報春暉”這樣對他來(lái)說(shuō)最華麗的語(yǔ)言。
 
  全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎、國家科技進(jìn)步特等獎、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者愿汰、全國先進(jìn)工作者、全國優(yōu)秀科技工作者览效、中國科學(xué)院院士……各種榮譽(yù)和頭銜背后,賴(lài)遠明不忘初心湃交。遠在龍南的弟弟賴(lài)遠東說(shuō),每次打電話(huà)給大哥瞎弥,他都在一線(xiàn)搞試驗或在工作丝冕。“養兵千日用兵一時(shí),希望我可以一直為國家科技事業(yè)沖鋒陷陣肮怀。”賴(lài)遠明說(shuō)。
 

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