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00012版:文体

给大地“看病”

  记者 张冬素 通讯员 周炜 

  

  最近,全球地震频频发生,每次听到新的地震消息,浙江大学的陈云敏教授心里就着急一分。

  陈云敏是浙大岩土工程研究所所长、教育部长江学者,对地基造成严重破坏的地震,是陈云敏关注的焦点。“我们现在就盼着离心机能早点建好,马上开展地震模拟实验,搞清楚地震时土体的液化情况,以有效控制地震对地基的影响。”

  陈云敏所说的离心机就是浙大正在建设的超重力离心模拟与试验装置。这台目前国内高校最大的土工离心机从2005年开始研制,由浙大人自己设计,委托中国工程物理研究院和日本SOLUTION公司加工。

  在浙大紫金港校区的一片工地,我们“潜入”地下9米多,看到了陈教授的“宝贝”。看着这台貌似大型变形金刚的离心机,陈教授笑呵呵地说:“我们地面的常规重力加速度是1g,这个‘变形金刚’运转起来时,两臂慢慢伸展至平,当每分钟达到183转的最高速度时,两臂吊篮上的离心加速度是150个g。” 

  为什么要建这个离心机呢?“土木工程技术从研究到工程应用,需要用大量的实验来验证,一项技术的研究一做就要十几年。有了离心机,我们可以大大缩短实验时间。” 

  陈云敏介绍说,通过改变施加在模型上的离心加速度,离心机可以压缩模型的空间尺度,缩短模型物理过程的运移时间。土越深受到的重力越大,要研究100米地底下土的受力变化,只要把离心加速度加到100个g,1米尺度的模型就能模拟出来。而离心加速度达到150个g时,100年的运移过程模型中只要花39小时就能实现,真可谓“山中方一日,世上已千年”。今年6月,浙大的离心机就能进行“时空变幻”。

  自1979年走进求是园,陈云敏就与大地打上了交道,一直琢磨着在软土地基上造房子、修路,怎样更牢固、更安全。

  沿海地区的土体通常比较软,含水量比较大,在软土地基上进行高速公路、地铁、电厂等重大工程建设,对地基的承载力是个很大的挑战,一旦“不堪重负”,土体结构就会发生灾害性变化,造成严重的后果。

  陈云敏他们做的工作就是先搞清楚软土的特性,土体结构会发生怎样的变化,然后想办法控制住这种变化。这有点像医生给病人看病,所不同的是,大地本没有“病”,因为人类要在上面造房子、修公路等工程建设,那些对建设不利的特性也就成了“病”,需要“下药”去控制。

  经过16年的研究,课题组自主研发了一系列仪器,能实时监控土体结构的破坏过程,这些仪器不但能用于实验室、物理模型,还能直接用于重大工程的现场,并研究出在软土上造房子、修路,怎样打桩,房子、公路的沉降最少。

  2005年,国际土力学与岩土工程学会组织平行试验,全世界23家实验室参加,浙大的实验结果处于23家实验室的平均值范围。大会组织者认为,浙大的技术“具有良好的性能来监测土结构破坏过程”。

  在浙大软弱土与环境土工教育部重点实验室里,我们看到有一袋袋的土。陈云敏说:“这些都是汶川大地震时地下土液化时喷出来的。” 2008年汶川发生大地震的第二天,课题组的周燕国博士就出发到灾区,在映秀等地震灾区进行了4个月的调查,带回来一袋袋地震液化喷出来的砂土。通过现场监测、实验室的分析、模拟实验,课题组对重建选址提出的建议被地震灾区采纳。

  印尼是个地震多发地区,我国在印尼总承包的首个大型火电厂在建造时,采用了浙大技术进行地基抗液化处理。2006年1月,电厂通过验收,5月,火电厂所在的中爪哇就发生了里氏6.2级地震。结果,电厂附近的房子都遭到了严重破坏,而火电厂的烟囱安然无恙。


浙江日报 文体 00012 给大地“看病” 本部记者-张冬素-采访中心—文化新闻部-浙江日报 2010-03-18 nw.D1000FFN_20100318_4-00012 2 2010年03月18日 星期四