傅志斌 與岩土工程“對話”的工程師

Mondo 教育 更新 2024-01-31

今天是元旦,一切都煥然一新!北京科協與新華網聯合推出“小家庭活動——北京科學典範”跨年系列活動,讓我們走近優秀科技工作者,走進科學世界,感受科技魅力。 今天,我們就來採訪一下建築綜合勘察設計院副總工程師、岩土工程研究所所長、北京市突出貢獻科技人才獎獲得者傅志斌。

人物名片:傅志斌。

建築綜合勘察設計院副總工程師、岩土工程研究院院長。

北京市有突出貢獻科技人才獲得者。

創新文物保護理念

傳承中華文明瑰寶

山西大同的雲岡石窟以其精美的造像而聞名,是世界文化藝術寶庫中的一顆璀璨明珠,但隨著時間的流逝,千年石刻逐漸風化侵蝕,破壞痕跡清晰可見,成為這一珍貴文化遺產的嚴峻挑戰。

2024年,以傅志斌為技術骨幹的建築綜合勘察設計院團隊脫穎而出,承擔了具有1500多年歷史的世界文化遺產大同雲岡石窟的防風雨防水防護勘察設計工作。

由於其不可移動、不可複製和不可再生的特性,這些雕像已成為我們文化遺產中極其獨特和珍貴的代表。 因此,在勘察工作中,根據文物部門的要求,要盡量避免使用常規的鑽孔或振動等可能對文物或山體造成破壞的勘探方法,在非常有限的條件下獲取岩石裂縫分布、滲水過程和雕像侵蝕機理等資訊, 就像拿著顯微鏡尋找易碎工藝品的不規則損壞痕跡一樣。國家文物局組織專家討論,認為雲岡石窟的加速風化主要是由水的作用形成的,主要有四種不同的方式:一是大氣降水從洞頂岩體裂縫滲入洞內,遇到洞窟露頭時, 常伴有鹽結晶形成鹽膨脹,導致雕像表面開裂、剝落或損壞;二是空氣中的冷凝水,尤其是夏季,氣候炎熱時,石窟內的岩體比較涼爽,熱空氣會凝結在石窟壁上,形成凝結水侵蝕雕像三是雨水直接用風雨沖刷露天雕刻或通過敞開的洞口直接沖刷洞壁;四是砂岩毛細水,由於雲岡石窟底部下方有一層泥岩層,在毛細作用下,洞內水可能在砂岩中上公升到離地面1層5至2公尺的高度侵犯了雕刻,加速了其風化效果。

雲岡石窟的雕像,每一刀、每一筆,都凝聚著古人的智慧和心血,無不代表著中國的古老文明和雕刻技術水平。 珍貴易碎的文物即使觸控或搖晃也會損壞,並且會變得無法修復。 面對雲岡石窟的加速風化,最大的問題——從山體四面八方的裂縫中滲出的大氣降水是如何移動和侵入石窟的?傅志斌及其團隊進行了深入的分析研究,最終利用井間CT、井下電視、高密度電法、提水示蹤儀等多種先進技術手段,對雲岡石窟滲水機理進行了全面調查,獲得了豐富的資訊, 並進行了科學全面的總結分析,為雲岡石窟防水防護提供了科學依據。

為了減少複雜地形中雨水落在山頂對洞窟的滲透和侵蝕,傅志斌經過反覆思考,開展了多種實驗研究,繞過了傳統的注漿、樹脂漿等可能對文物產生破壞性影響的灌漿封堵防水方法, 並率先使用膨潤土防水毯這種具有天然特性的材料,密封降水對石窟的影響。這種材料是利用膨潤土的水分膨脹、失水和收縮功能,通過針刺工藝和無紡布相結合來固定膨潤土顆粒,注重科學規劃並鋪設在山頂的不同部位,不僅可以抵抗雨水侵蝕,而且可以在沒有雨水的情況下保持其上下通風。

將膨潤土防水毯應用於大型岩土文物的防水防護設計,這在當時國內尚屬首次。 此後,該技術在國內多項文物防水防護工程中得到廣泛應用。

在勘探中選擇岩土工程方向

不懈的努力終將成為終身事業

文物保護的創新發展,離不開傅志斌多年來對岩土工程的追求和探索。

回顧自己的岩土工程師生涯,傅志斌表示,2024年對他來說是乙個重要的時間點,世界聞名的三峽大壩工程開工,他對相關施工背景和技術難點的了解,使他意識到岩土力學將在重大基礎設施建設中發揮重要作用,並逐漸形成和堅定了自己成為一名岩土工程師的決心。 在準備讀研期間,他決定改變學習方向,通過自學及相關課程獲得中科院岩土工程碩士學位。

在多年的學習和工作過程中,傅志斌對岩土工程的理解和經驗逐漸加深。 除了工程勘察、深基坑開挖、地基處理,包括岩土文物保護、地下水處理、復墾工程等,工作內容和方向都非常廣泛。 “在20世紀,材料、力學、計算機等學科的發展使得建造超大型橋梁和超高層建築成為可能。 然而,21世紀是地下空間的世紀,要想充分利用地下空間,對地下岩石、土壤和地下水的特性和處理技術的了解至關重要,存在許多值得探討的問題。 傅志斌說。

岩土工程是“分散但不分散”的。 傅志斌總結自己所從事的工作,“所謂'分散',是指岩土工程專案型別多樣,不同型別工程要求的勘察、設計、試驗控制精度不同,每個工程要解決的問題、要解決的環境條件也不同。但同時,所有專案都聚焦於同一根“繩索”——岩土工程的底層邏輯是處理岩石、土壤和地下水,這就要求岩土工程人員對地質學感興趣,對岩土工程和水力特性有足夠的了解,同時不斷積累工程經驗,理論與實踐相結合, 提供科學的設計方案,解決實施中遇到的問題,是可能的,所以岩土工程人必須牢牢掌握地質和岩土水特性的繩索,不斷積累工程經驗,才能成長為合格的岩土工程師。”

在實踐中砥礪前行

堅持創新初心

傅志斌表示,岩土工程行業既是傳統又是現代。 乙個好的岩土工程師不僅需要掌握工程地質學、土力學、岩石力學、水力學和地基工程等多學科知識,還需要不斷積累工程經驗。 此外,持續學習對於提高專業能力至關重要。 總之,要成為一名合格的岩土工程師,既要有紮實的理論基礎,又要有豐富的實踐經驗,不斷追求創新。 實現卓越是可能的。

岩土工程的工作物件和工作內容可以說是千變萬化的,每個專案都有突出的特點。 傅志斌認為,這就要求岩土工程師不要死板照搬教科書和工程標準,陷入理論基礎薄弱的狹隘經驗主義。 除了基本的專業能力外,還需要有一定的開拓創新精神,在全面把握和明確判斷眾多地下環境條件的情況下,因地制宜提出最佳方案,從而確保施工的地下部分能夠順利實施,確保建築不傾斜, 跌落,或完成後產生過度沉降。“岩土工程工作就是根據工程的'個體'情況提出定製化的解決方案,這就要求岩土工程師在充分了解實際環境條件的基礎上制定最優方案,要有創新思維,適應綠色、低碳、可持續發展的要求,以堅實的理論基礎支撐技術創新。 ”

在談到老一輩地質學家的精神和信念——“三光”精神時,傅志斌說,“新時代,我們也要繼承和發揚'以投身地質事業為榮、以推動國民經濟發展為榮、以艱苦奮鬥為榮'的'三光'精神。 “三光”精神要成為我國地質工程和岩土工程行業的精神支柱和力量源泉,鼓勵和支援更多的行業工作者在工程建設的道路上勇攀高峰,用智慧為人民築港。 ”

數字北京科學中心

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