点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:扎实科研,为重大工程打牢地基
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

扎实科研,为重大工程打牢地基

来源:人民日报2024-11-13 09:46

  刘汉龙(中)在指导学生做实验。

  重庆大学供图

  人物小传

  刘汉龙,1964年3月生,江苏高邮人,中国工程院院士,重庆大学教授。主要从事环境岩土力学与防灾减灾工程、软弱地基加固与桩基工程等方面的教学与研究工作,获国家发明专利132件,出版中、英文专著6部,主编国家和行业等标准7部。先后获国家技术发明奖二等奖2项,国家科技进步奖二等奖1项,国家教学成果二等奖2项。

  重庆大学里有一栋三层高的红砖小楼,屋顶的“岩土实验楼”颇为引人注目。走进楼中的一间展厅,重庆大学土木工程学院教授刘汉龙,正在测量几根外形各异的混凝土柱子。

  “这些柱子就是桩基,建造高楼、高铁、港口、机场等,都离不开桩基的支撑。”刘汉龙介绍,自己的科研方向就是研究这些桩基。30多年来,刘汉龙围绕着岩土与地下工程安全和开发利用这一领域潜心科研,行而不辍。

  “技术行不行,要看能否解决施工难题”

  软弱土强度低、易沉降。在软弱土地区建设高速铁路的过程中,经常会遇到施工场地上方存在高压电线、高架桥等复杂施工环境,传统高大的水泥粉煤灰碎石桩、灌注桩、搅拌桩等施工机械无法进场施工。如何解决这种复杂环境下的施工问题,曾经是困扰工程界多年的一大难题。

  2005年,浙江甬台温铁路开工建设,由于车站上方有很多高压电线,常规的打桩机高度受限,无法进入施工现场进行地基加固。施工团队找到了刘汉龙,寻找替代常规打桩机的施工方法。

  戴着安全帽,在狭窄的临时钢梯上来回攀爬、记录现场地层情况、扛着仪器四处测试……前前后后在工地忙碌了一个多月,刘汉龙提出了有针对性的解决方案:浆固碎石桩地基加固技术。

  施工场地有高度限制,通过浆固碎石桩地基加固技术,可以用小型钻机分段钻孔,直到钻至设计深度,然后放入分段注浆管并投放石料,最后进行注浆,固结成桩。“与传统桩型相比,浆固碎石桩的施工所需高度低、混凝土用量少、桩身强度高,更为经济高效。”刘汉龙介绍。

  甬台温铁路用到的浆固碎石桩样品,如今便陈列在展厅内。该技术后来被推广应用到京沪高铁、沪宁城际高铁等重大工程中,有效解决了高架立交和贴近既有线等复杂施工环境下的地基加固难题,并列入国家铁路行业标准。

  “桩基是解决建筑沉降问题的基础,要让软弱土强‘基’壮‘骨’,就要提高桩基性能,为此我们研发出系列复合桩基技术。”刘汉龙说。除浆固碎石桩地基加固技术外,刘汉龙还带领团队研发出一种新技术——现浇混凝土大直径管桩技术,该技术采用环形截面空心桩代替实心桩,在同等承载力条件下,混凝土用量节省30%以上,施工机械能耗减少50%。

  江苏、浙江、海南……技术用到哪里,刘汉龙的脚步就走到哪里。“要让科研成果在国家的重大工程中得到应用。”刘汉龙说,“技术行不行,要看能否解决施工难题。”

  如今,刘汉龙团队研发的系列复合桩基技术已经被应用于公路、铁路等领域的部分国家重大基础设施项目地基加固,有效解决了在软弱土环境下施工的沉降变形问题。“解决一个又一个工程难题,是我们科研的重点。”刘汉龙说。

  “用微生物帮忙‘打桩’,砂子会慢慢变成岩石般的固体”

  走进岩土实验楼的微生物岩土实验室,一个个玻璃器皿整齐摆放在架子上。刘汉龙拿起一个量杯,里面是略显浑浊的黄色液体。“这液体里有能给岩土层‘套上铠甲’的微生物。”刘汉龙说,微生物和岩土,两种不同的物质,在这里被紧密结合在一起。

  “通过喷洒、注浆、搅拌、倾倒等手段,把微生物液体注入岩土体进行加固,这就是微生物加固技术,相当于用微生物帮忙‘打桩’,砂子会慢慢变成岩石般的固体。”只见刘汉龙将培养出来的微生物液体倒入砂子,在矿化反应的作用下,松散的砂子慢慢凝结……

  微生物加固技术初始菌种只需要几毫克,扩培后即可通过它们产出所需的海量胶结物质,这项技术具有轻便快捷、兼容性强、碳排放低等优点。“在建造过程中,如果我们能大量使用微生物加固技术,就能极大降低能耗和碳排放。”刘汉龙说。

  微生物来当“建筑加固师”,这个过程听起来简单,实际上离不开复杂的科研攻关。

  “我们通过将原始微生物接种到营养液中,筛选、培养岩土中的可矿化微生物,让它们在新陈代谢过程中不断进化。”刘汉龙说,得到一株可矿化微生物菌种往往需要经过上千次试验。目前,团队已培养出10余种可矿化微生物。

  2022年,经过多年的积累,刘汉龙团队出版国内首部微生物岩土领域学术专著《微生物土力学原理与应用》,创办国际首个微生物岩土领域的专业学术期刊《生物岩土技术》,聚焦利用微生物代谢活动促进岩土材料性能改变、岩土材料绿色生态加固和低碳发展,弥补了行业空白。

  仰望苍穹,将目光投向更广阔的太空。作为生物科普试验载荷项目总负责人,刘汉龙参加了嫦娥四号的科普试验载荷研究工作,让嫦娥四号搭载的棉花种子长出月球上第一片绿叶。2020年,嫦娥五号带回月壤,刘汉龙带领团队分析其样本成分,在实验室内开展了月壤的复配,并随之进行了复配月壤的微生物加固实验。

  “不断学习新知识,为科研攻关奠定坚实基础”

  1982年高中毕业后,刘汉龙考入浙江大学土木系水工结构专业,开始土木工程专业的求学之路。“从地上(建筑)到地下(岩土),从干(结构)到湿(水利),从静(力学)到动(地震)等,都学习了一遍。”刘汉龙说,随着时代发展需要,不断调整学习方向,才能“始终面向世界前沿做科学研究”。

  刘汉龙对科研的热情也影响着学生们。在学生眼里,刘汉龙是一位对科研十分投入的老师,不出差的晚上,整栋大楼熄灯最晚的,一定是刘汉龙的办公室。

  这盏深夜里长明的灯,也在照亮学子们不断求索、追逐科学梦想的道路。“每次出差,刘老师都会随身携带大量文件资料,在高铁上阅读、批注、勾画。”加入刘汉龙研发团队已有10余年的肖杨说。对此,刘汉龙笑着解释:“正如建筑打地基,要不断学习新知识,为科研攻关奠定坚实基础。”

  在刘汉龙指导下,肖杨凭借在微生物加固土体力学领域的丰富研究成果,获得国家杰出青年科学基金资助。如今,包括肖杨在内,刘汉龙培养了10多名高水平科研人才,整个团队从最初的几个人,发展壮大到现在包括博士后、博士研究生和硕士研究生在内的200余人。

  “道阻且长,行则将至;行而不辍,未来可期。”这是刘汉龙的人生格言。来到重庆大学10多年时间里,他带领团队不断取得国际领先的科研成果。

  对土木工程专业,刘汉龙满怀深情。“基础设施建设与交通、能源等领域都离不开土木工程。希望有越来越多的青年学子深入了解这一行业,为行业长远发展贡献力量。”刘汉龙说。王欣悦

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室

  • 邕江引水工程建设进展顺利

独家策划

推荐阅读
近年来,从基础研究到成果转化、生产应用,香港在上中下游“全链发力”、促进“环环相扣”,发展新质生产力的战略愈发清晰,投入力度不断加大。
2024-12-03 16:02
12月2日,南水北调中线引江补汉工程首台硬岩掘进机(TBM)“江汉先锋号”在土建4标8号平洞顺利始发掘进,标志着引江补汉工程正式进入TBM掘进施工新阶段。
2024-12-03 09:05
山西省考古研究院日前对外公布了运城市夏县崔家河遗址考古发掘资料,该遗址属于距今5000余年的仰韶中期庙底沟文化,并出土一件同时期罕见的彩陶鱼纹盆。
2024-12-03 04:15
近日,科学技术普及法修订草案首次提请全国人大常委会会议审议,这是科普法自2002年公布施行以来的首次修订。此次修订聚焦科普工作中的突出问题,强化了社会各界的科普责任,
2024-12-03 04:50
记者2日从工业和信息化部获悉,我国将完善优质企业梯度培育体系,探索建立专精特新赋能体系,健全与专精特新中小企业成长相适应的要素保障制度。
2024-12-03 04:50
一件采集于内蒙古自治区阿拉善左旗的早白垩世恐龙标本被认定为窃蛋龙类恐龙新类群——百年鸳鸯龙。这一最新研究成果近日发表在国际学术期刊《白垩纪研究》上。
2024-12-03 04:50
记者从中国气象局获悉,南极中山国家大气本底站(以下简称“中山本底站”)1日正式业务运行。这是我国首个境外大气本底站,将对南极大气成分浓度变化进行连续、
2024-12-03 04:50
11月30日晚间,海南商业航天发射场圆满完成首次发射任务,验证了我国首个商业航天发射场在硬件、软件、人员等各方面已具备常态化发射能力。
2024-12-02 08:55
房元鹏分析,比较来看,我国的天舟飞船属于大型货物运输飞行器,上行装载货物能力强。
2024-12-02 08:50
从农业农村部获悉,12月1日,由农业农村部主办的第二十一届中国国际农产品交易会在广东省广州市落下帷幕。
2024-12-02 03:45
推进中国式现代化,科技要打头阵。科技创新是必由之路。近日,习近平总书记在湖北考察期间,到武汉产业创新发展研究院考察,观看科技创新供应链平台成功案例展示和科技创新成果,
2024-12-02 03:40
科学与哲学关系密切,恩格斯早就提出,“随着自然科学领域中每一个划时代的发现,唯物主义也必然要改变自己的形式”,有着独特思维方式的哲学必然随着科学的发展而自觉改变其本身的形式。
2024-12-02 03:45
提供更加精细化、专业化、多样化的服务。
2024-12-02 03:40
让年轻人在科技创新中“挑大梁”,要遵循人才成长规律和科研规律,在技术攻关中敢于给他们压担子,并对他们可能遭遇的失败给予一定的宽容度。
2024-11-29 09:51
国家医保局28日举行新闻发布会,发布2024年国家医保药品目录调整情况。据介绍,自成立以来,国家医保局已连续7年开展药品目录调整工作,累计将835种药品新增进入国家医保药品目录,其中谈判新增530种,竞价新增38种。
2024-11-29 09:49
第二届链博会聚焦发展新质生产力,新增先进制造链展区,从研发设计、新材料运用、关键零部件及加工、智能制造及高端装备等四个方面,展现全球先进制造领域从前端设计到终端产品应用的全产业链。
2024-11-29 09:48
持续打造服务农民生产生活和促进现代农业发展的综合平台,当好党和政府密切联系农民群众的桥梁纽带,奋力谱写供销合作事业高质量发展新篇章,为推进乡村全面振兴、加快建设农业强国作出更大贡献。
2024-11-29 09:47
根据规划,中国计划2025年完成下一代北斗系统关键技术攻关;2027年左右发射3颗先导试验卫星,开展下一代新技术体制试验;2029年左右开始发射下一代北斗系统组网卫星,2035年完成下一代北斗系统建设。
2024-11-29 09:35
在科技成果转移转化过程中,有一道看似难以跨越的鸿沟——科技人员通常不熟悉市场、经营和生产,企业经营者往往搞不懂前沿科技。
2024-11-28 02:50
在光通信系统中,硅基调制器是信息传输与处理的关键一环,是整个电光信息转换的“心脏”——信息经过这个枢纽来去、流转,高效搭上光的“顺风车”,奔赴不同目的地。
2024-11-28 02:50
加载更多