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21世纪是地下空间的世纪,而作为世界最大的隧道及地下工程施工市场,中国的市场潜力正在迅速释放,正处于地下空间开发和利用的高速发展时期。时代呼唤英才,时势造就英雄,为此一大批具有民族意识的优秀隧道与地下工程科技工作者脱颖而出,他们铁肩担道义,致力于新时代中国的隧道和地下工程建设之路,致力于亿万百姓的幸福生活之路。西安建筑科技大学土木工程学院教授邵珠山就是这样一位探索铺就腾飞路的科技工作者。
学无止境,潜心科研结硕果
邵珠山的求学之路是一条绵延向上的曲线。1968年,邵珠山出生于山东滕州的一个普通农民家庭,作为村里的第一位大学生,祖祖辈辈务农耕种的父母,为了儿子的“榜上题名”着实在村里风光了一番。肩负着家人与乡邻的期望,经过四年的苦读,在郑晓静、周又和等国内著名力学家的悉心教导下,1991年,邵珠山在兰州大学力学系获得了工学学士学位,随后,他来到陕西飞机制造公司,成为了一名结构强度工程师。凭着对学术的一腔热爱,在经历了六年的工程师生涯之后,于1997年考取了西安交通大学力学系的研究生,在王铁军教授的指导下,获得了固体力学的硕士和博士学位,这期间,他踏踏实实,刻苦钻研,阅读了大量国内外相关领域的学术书刊,积累了丰富的理论知识,为日后的科研之路打下坚实的基础。所谓学术无国界,只有放眼世界,才能把学问做深刻、做透彻,本着这样的理念,邵珠山走出了国门,来到新加坡国立大学做博士后研究员,从此,他的科研道路越走越宽,学术研究越来越深。
2007年,邵珠山进入新加坡南洋理工大学国家防护工程中心任研究员,之后又到了新加坡南洋理工大学做访问教授。期间,邵珠山参加了新加坡地下储油库等国家级项目的科研与工程咨询工作,取得了不菲的工作业绩。
在储备了扎实的工作经验和海外研究经历之后,怀揣一颗报效祖国的赤子之心,邵珠山毅然踏上了归国的旅程,为新时代中国的力学及地下工程领域贡献自己的一份力量,成为了他迫切想要实现的愿望。的确,跨入新世纪以后,依赖于国民经济的高速发展,各种施工技术的积累,物质财富的丰富,国家在基础设施领域长期保持高位的投资,为每一个希望在工程技术领域一展身手的有志之士提供了无比广阔的舞台。作为一个长期从事工程技术研究的科技工作者,邵珠山主要致力于力学与地下工程领域的科研与教学工作,主持了国家自然科学基金项目、归国留学人员基金以及若干企业合作项目的研究工作。
回国工作后,邵珠山担任了西安建筑科技大学土木工程学院的教授,致力于地下工程方面的科研与教学工作。科研上,他具体的研究内容包括:岩石细观力学、地下工程多场耦合理论、地下工程防灾减灾、地下空间开发利用等。在上述研究领域,他共发表学术论文30余篇,其中SCI、EI收录近20篇,研究成果被SCI论文他引近200次,单篇论文被SCI论文引用近70次。在热弹性方面的研究成果更是获得了2014年国家自然科学奖二等奖和2012年“陕西高等学校科学技术奖”一等奖。
在众多国家级学术会议上,邵珠山的身影也时常出现:2009年全国力学大会和第十一届全国岩石动力学学术会议暨工程安全与防护专题研讨会、2010年第十一届全国岩石力学与工程学术大会、2011年全国岩石动力学专题研讨会和第十二届国际岩石力学大会、2013年全国力学大会等。在这些重大的学术会议上,邵珠山代表了奋战在隧道及地下工程行业的科研人,也作为国内工程技术领域研发水平与实力的代表在专业性的舞台上发声。
项目攻关,倾情工程绘彩卷
“成功的芽,浸透了奋斗的泪泉,洒遍了牺牲的血雨”,一个科技工作者要想出成果,要想达到很高的学术造诣,勤奋刻苦是必须的。邵珠山就是这样一个兢兢业业的科技工作者,他把所有的时间几乎都用在了科学研究上,节假日他也都是在办公室度过的,工作成了他生活的重中之重。
邵珠山坦言,研究过程不是一帆风顺的,尤其是科研摸索阶段会特别艰辛。在岩石细观力学领域,如何将微观裂纹扩展与宏观变形有效的结合起来,并找到易于处理的方法,是岩石脆性蠕变模型中最重要的问题,也是长期以来岩石力学一直存在的问题,尤其是宏观断裂形成时,材料内部裂纹相互作用和贯通过程的描述,一直是一个难题,国内外在此领域的研究成果较少。但是该领域的研究成果,对重大地质灾害预测、深部地下工程安全评价、以及有害垃圾的长期存储等具有重大的科学与社会意义。为此,邵珠山针对岩石脆性蠕变的微结构演化与细观力学行为问题,借助断裂力学的研究成果,对短期强度、长期强度、损伤演化等岩石宏观力学性能,开展了一系列的细观力学理论研究工作,得到了一些有价值的研究成果。
而另一项由他主持的国家科学基金项目“先进复合材料薄壁结构的高温振动特性研究”在经历了无数次艰苦的奋战后,一个个亮眼的成果如山间清澈的泉水般,在邵珠山的带领下和科技攻关组人员的全体努力中奔涌而出。
该项目率先采用分层均匀近似的研究思想,建立了功能梯度结构近似分析的理论模型,结合微分方程的级数求解理论,从而导出了功能梯度结构二维温度场与应力场的半解析解。这项成果得到了国内外学者的广泛认可,其理论模型被多次引用为近似研究的理论基础,并被用来验证各种近似理论与数值方法的收敛性与有效性。项目还采用了先验函数来描述功能梯度结构中材料性质的连续变化,利用微分方程的Frobenius求解理论,导出了热/机荷载作用下的三维稳态温度场和应力场的解析解。项目更首次综合利用基于Levy或Navier三角级数的分离变量法、Laplace变换、微分方程的级数求解方法和留数定理,导出了温度场和应力场的时间域解析解。该部分研究成果为复合介质瞬态热弹性问题的研究提供了更准确、简洁的理论分析方法。
近几年来,邵珠山还开展了多项与企业合作项目。通过与企业合作,实现了理论与实践相结合、学习与研究并重的成长模式,研究结果还可以用于指导现场施工、保障施工人员和设备安全、减少施工成本等。其中“秦岭翠华山隧道岩爆灾害倾向性评价与施工对策的关键性研究”是与中铁电气化局西康二线西铁工程部合作进行的,研究建立了有限元模型,该模型通过数值分析可以对施工方案进行优化,并指导现场施工。在与实际工程相结合的过程中,项目还开发了“现场检测-数值模拟-指导施工-现场检测”的动态施工模式,为以后类似工程提供借鉴。 “踏遍青山人未老,风景这边独好”,作为工程技术领域的领先科学家,邵珠山正率领着他的学术团队向地下空间开发利用领域进军,向着科学的高峰登攀。西安地铁是我国首次在黄土地区建设的地铁线路,黄土具有结构性、振陷性与湿陷性等特殊性质,西安地铁投入运营后,地铁微幅振动诱发的黄土沉降累积效应是不容忽视的问题。为此,邵珠山带领他的学术团队开始了黄土地区地铁隧道运营沉降监测系统与控制技术的研究工作,该项工作涵盖了激光变形测试设备与海量数据无线传输设备的开发研制、数据反演分析、沉降安全评价、未来运营沉降预测、以及沉降防治措施等诸多方面的研究内容。目前,关于微幅振动作用下饱和黄土动态沉降的理论研究工作,已经全面展开,相关设备的研制已基本完成,部分设备已经进入调试阶段。
学科建设,带领团队展风彩
人才始终是社会进步的核心力量。因此,邵珠山也十分注重学科建设。西安建筑科技大学土木工程学院“隧道与地下工程科研团队”在他的带领下正日益壮大。现今团队中共有教师16人,其中教授6人,副教授5人。
1991年,《东京宣言》提出:21世纪是人类地下空间开发利用的世纪,1996年,国际隧协将“隧道工程和地下空间在可持续发展中的地位”定为其第22届年会主题。在国内,随着城市化进程的加快,城市规模不断扩大,城市人口急剧膨胀,许多城市都不同程度地出现了建筑用地紧张、生存空间拥挤、交通阻塞、生态环境恶化高等城市病,制约了城市经济发展和社会进步,给人们的日常生活带来很大影响。在这样的背景下,以城市可持续发展为目标的地下空间开发利用具有重要的意义。而地下空间的环境相比于地面上的环境有其复杂性和特殊性,只有对这些复杂、特殊环境下的灾害有了较准确的评估和找到相应的预防或解决措施,才能使地下空间的开发利用得到长足发展。
为了迎合时代发展的需求,邵珠山教授组建了“黄土地下空间研究所”,并带领他的科研团队开展了黄土地下空间开发利用技术、复杂环境下岩石力学行为及灾害防治以及复杂条件下隧道设计施工新理论新技术及其应用的研究。其中地下空间开发利用技术具体研究了复杂地质条件与特殊环境下的大型地下空间结构的地质灾害评估与防治;动态设计与施工及全寿命使用过程评价的理论与技术。复杂环境下岩石力学行为及灾害防治的研究包括酸雨环境、高地温、高地应力等复杂环境下岩石的力学行为、变形特征、损伤演化、灾害诱发机理及岩体工程稳定性、安全性、耐久性评估理论和灾害防治措施;复杂条件下隧道设计施工新理论新技术及其应用主要研究复杂地质条件和复杂环境条件下城镇地铁及隧道结构设计、施工新理论新技术及城镇地铁与山岭隧道建设中环境和工程灾害的动态监测与防治。
近年来,团队承担的科研项目包括国家科技支撑计划子课题“煤矸石高性能混凝土加工制备技术及应用示范”、国家自然科学基金项目“先进复合材料薄壁结构的高温振动特性研究”、国家自然科学基金项目“酸雨环境下砂石的腐蚀机理及其力学特性恶化规律研究”等。通过对项目的攻关,团队的科研成果先后荣获了陕西、黑龙江、吉林等省的科学技术奖励。
鲁迅先生曾说:“我们自古以来,就有埋头苦干的人,就有拼命硬干的人,有为民请命的人,有舍身求法的人……这就是中国的脊梁。”邵珠山和他的团队苦干、硬干,勇攀科技高峰,他们不愧是民族的骄傲、人民的自豪。
学无止境,潜心科研结硕果
邵珠山的求学之路是一条绵延向上的曲线。1968年,邵珠山出生于山东滕州的一个普通农民家庭,作为村里的第一位大学生,祖祖辈辈务农耕种的父母,为了儿子的“榜上题名”着实在村里风光了一番。肩负着家人与乡邻的期望,经过四年的苦读,在郑晓静、周又和等国内著名力学家的悉心教导下,1991年,邵珠山在兰州大学力学系获得了工学学士学位,随后,他来到陕西飞机制造公司,成为了一名结构强度工程师。凭着对学术的一腔热爱,在经历了六年的工程师生涯之后,于1997年考取了西安交通大学力学系的研究生,在王铁军教授的指导下,获得了固体力学的硕士和博士学位,这期间,他踏踏实实,刻苦钻研,阅读了大量国内外相关领域的学术书刊,积累了丰富的理论知识,为日后的科研之路打下坚实的基础。所谓学术无国界,只有放眼世界,才能把学问做深刻、做透彻,本着这样的理念,邵珠山走出了国门,来到新加坡国立大学做博士后研究员,从此,他的科研道路越走越宽,学术研究越来越深。
2007年,邵珠山进入新加坡南洋理工大学国家防护工程中心任研究员,之后又到了新加坡南洋理工大学做访问教授。期间,邵珠山参加了新加坡地下储油库等国家级项目的科研与工程咨询工作,取得了不菲的工作业绩。
在储备了扎实的工作经验和海外研究经历之后,怀揣一颗报效祖国的赤子之心,邵珠山毅然踏上了归国的旅程,为新时代中国的力学及地下工程领域贡献自己的一份力量,成为了他迫切想要实现的愿望。的确,跨入新世纪以后,依赖于国民经济的高速发展,各种施工技术的积累,物质财富的丰富,国家在基础设施领域长期保持高位的投资,为每一个希望在工程技术领域一展身手的有志之士提供了无比广阔的舞台。作为一个长期从事工程技术研究的科技工作者,邵珠山主要致力于力学与地下工程领域的科研与教学工作,主持了国家自然科学基金项目、归国留学人员基金以及若干企业合作项目的研究工作。
回国工作后,邵珠山担任了西安建筑科技大学土木工程学院的教授,致力于地下工程方面的科研与教学工作。科研上,他具体的研究内容包括:岩石细观力学、地下工程多场耦合理论、地下工程防灾减灾、地下空间开发利用等。在上述研究领域,他共发表学术论文30余篇,其中SCI、EI收录近20篇,研究成果被SCI论文他引近200次,单篇论文被SCI论文引用近70次。在热弹性方面的研究成果更是获得了2014年国家自然科学奖二等奖和2012年“陕西高等学校科学技术奖”一等奖。
在众多国家级学术会议上,邵珠山的身影也时常出现:2009年全国力学大会和第十一届全国岩石动力学学术会议暨工程安全与防护专题研讨会、2010年第十一届全国岩石力学与工程学术大会、2011年全国岩石动力学专题研讨会和第十二届国际岩石力学大会、2013年全国力学大会等。在这些重大的学术会议上,邵珠山代表了奋战在隧道及地下工程行业的科研人,也作为国内工程技术领域研发水平与实力的代表在专业性的舞台上发声。
项目攻关,倾情工程绘彩卷
“成功的芽,浸透了奋斗的泪泉,洒遍了牺牲的血雨”,一个科技工作者要想出成果,要想达到很高的学术造诣,勤奋刻苦是必须的。邵珠山就是这样一个兢兢业业的科技工作者,他把所有的时间几乎都用在了科学研究上,节假日他也都是在办公室度过的,工作成了他生活的重中之重。
邵珠山坦言,研究过程不是一帆风顺的,尤其是科研摸索阶段会特别艰辛。在岩石细观力学领域,如何将微观裂纹扩展与宏观变形有效的结合起来,并找到易于处理的方法,是岩石脆性蠕变模型中最重要的问题,也是长期以来岩石力学一直存在的问题,尤其是宏观断裂形成时,材料内部裂纹相互作用和贯通过程的描述,一直是一个难题,国内外在此领域的研究成果较少。但是该领域的研究成果,对重大地质灾害预测、深部地下工程安全评价、以及有害垃圾的长期存储等具有重大的科学与社会意义。为此,邵珠山针对岩石脆性蠕变的微结构演化与细观力学行为问题,借助断裂力学的研究成果,对短期强度、长期强度、损伤演化等岩石宏观力学性能,开展了一系列的细观力学理论研究工作,得到了一些有价值的研究成果。
而另一项由他主持的国家科学基金项目“先进复合材料薄壁结构的高温振动特性研究”在经历了无数次艰苦的奋战后,一个个亮眼的成果如山间清澈的泉水般,在邵珠山的带领下和科技攻关组人员的全体努力中奔涌而出。
该项目率先采用分层均匀近似的研究思想,建立了功能梯度结构近似分析的理论模型,结合微分方程的级数求解理论,从而导出了功能梯度结构二维温度场与应力场的半解析解。这项成果得到了国内外学者的广泛认可,其理论模型被多次引用为近似研究的理论基础,并被用来验证各种近似理论与数值方法的收敛性与有效性。项目还采用了先验函数来描述功能梯度结构中材料性质的连续变化,利用微分方程的Frobenius求解理论,导出了热/机荷载作用下的三维稳态温度场和应力场的解析解。项目更首次综合利用基于Levy或Navier三角级数的分离变量法、Laplace变换、微分方程的级数求解方法和留数定理,导出了温度场和应力场的时间域解析解。该部分研究成果为复合介质瞬态热弹性问题的研究提供了更准确、简洁的理论分析方法。
近几年来,邵珠山还开展了多项与企业合作项目。通过与企业合作,实现了理论与实践相结合、学习与研究并重的成长模式,研究结果还可以用于指导现场施工、保障施工人员和设备安全、减少施工成本等。其中“秦岭翠华山隧道岩爆灾害倾向性评价与施工对策的关键性研究”是与中铁电气化局西康二线西铁工程部合作进行的,研究建立了有限元模型,该模型通过数值分析可以对施工方案进行优化,并指导现场施工。在与实际工程相结合的过程中,项目还开发了“现场检测-数值模拟-指导施工-现场检测”的动态施工模式,为以后类似工程提供借鉴。 “踏遍青山人未老,风景这边独好”,作为工程技术领域的领先科学家,邵珠山正率领着他的学术团队向地下空间开发利用领域进军,向着科学的高峰登攀。西安地铁是我国首次在黄土地区建设的地铁线路,黄土具有结构性、振陷性与湿陷性等特殊性质,西安地铁投入运营后,地铁微幅振动诱发的黄土沉降累积效应是不容忽视的问题。为此,邵珠山带领他的学术团队开始了黄土地区地铁隧道运营沉降监测系统与控制技术的研究工作,该项工作涵盖了激光变形测试设备与海量数据无线传输设备的开发研制、数据反演分析、沉降安全评价、未来运营沉降预测、以及沉降防治措施等诸多方面的研究内容。目前,关于微幅振动作用下饱和黄土动态沉降的理论研究工作,已经全面展开,相关设备的研制已基本完成,部分设备已经进入调试阶段。
学科建设,带领团队展风彩
人才始终是社会进步的核心力量。因此,邵珠山也十分注重学科建设。西安建筑科技大学土木工程学院“隧道与地下工程科研团队”在他的带领下正日益壮大。现今团队中共有教师16人,其中教授6人,副教授5人。
1991年,《东京宣言》提出:21世纪是人类地下空间开发利用的世纪,1996年,国际隧协将“隧道工程和地下空间在可持续发展中的地位”定为其第22届年会主题。在国内,随着城市化进程的加快,城市规模不断扩大,城市人口急剧膨胀,许多城市都不同程度地出现了建筑用地紧张、生存空间拥挤、交通阻塞、生态环境恶化高等城市病,制约了城市经济发展和社会进步,给人们的日常生活带来很大影响。在这样的背景下,以城市可持续发展为目标的地下空间开发利用具有重要的意义。而地下空间的环境相比于地面上的环境有其复杂性和特殊性,只有对这些复杂、特殊环境下的灾害有了较准确的评估和找到相应的预防或解决措施,才能使地下空间的开发利用得到长足发展。
为了迎合时代发展的需求,邵珠山教授组建了“黄土地下空间研究所”,并带领他的科研团队开展了黄土地下空间开发利用技术、复杂环境下岩石力学行为及灾害防治以及复杂条件下隧道设计施工新理论新技术及其应用的研究。其中地下空间开发利用技术具体研究了复杂地质条件与特殊环境下的大型地下空间结构的地质灾害评估与防治;动态设计与施工及全寿命使用过程评价的理论与技术。复杂环境下岩石力学行为及灾害防治的研究包括酸雨环境、高地温、高地应力等复杂环境下岩石的力学行为、变形特征、损伤演化、灾害诱发机理及岩体工程稳定性、安全性、耐久性评估理论和灾害防治措施;复杂条件下隧道设计施工新理论新技术及其应用主要研究复杂地质条件和复杂环境条件下城镇地铁及隧道结构设计、施工新理论新技术及城镇地铁与山岭隧道建设中环境和工程灾害的动态监测与防治。
近年来,团队承担的科研项目包括国家科技支撑计划子课题“煤矸石高性能混凝土加工制备技术及应用示范”、国家自然科学基金项目“先进复合材料薄壁结构的高温振动特性研究”、国家自然科学基金项目“酸雨环境下砂石的腐蚀机理及其力学特性恶化规律研究”等。通过对项目的攻关,团队的科研成果先后荣获了陕西、黑龙江、吉林等省的科学技术奖励。
鲁迅先生曾说:“我们自古以来,就有埋头苦干的人,就有拼命硬干的人,有为民请命的人,有舍身求法的人……这就是中国的脊梁。”邵珠山和他的团队苦干、硬干,勇攀科技高峰,他们不愧是民族的骄傲、人民的自豪。