留德建筑学者徐世烺:带领学科集群奔一流

2012-04-04 10:12:24

  “这个领域,是一块肥沃的土地,只要你辛勤耕耘,一定能收获很多的果实。”@ 1980年夏天,正在读研的徐世烺慕名拜访了来大连开会的著名混凝土大坝温控专家朱伯芳,就此确定硕士论文题目。由此,他与“混凝土断裂力学”结下了不解之缘,并成为他人生大部分时间为之孜孜努力的研究方向。
 

  2009年11月16日,徐世烺正式出任浙江大学建筑工程学院院长,他面对的仍然是打了30年交道的实实在在的“混凝土”。不同的是,他正在努力地将传统的硬且脆的混凝土,通过科学的魔方,改良成为具有优异的柔韧性能的混凝土材料新品种。

  “我将继续发挥学术专长,带领建工学院的学科集群走向国际一流。”56岁的徐世烺平静地说。

  “最年轻的元老”

  1979年夏天,徐世烺考上大连工学院(现大连理工大学)赵国藩院士的硕士研究生,在确定研究方向的时候,他早早地做起了准备,并瞄准了当时国内还没有开始研究,国际上才刚刚兴起的混凝土断裂力学研究领域。1980年,时任国家水利电力部总工程师的中国科学院学部委员潘家铮老先生、中国水利水电科学研究院结构材料研究所所长于骁中先生刚刚在《水利学报》上发表了关于混凝土断裂力学方面的研究论文。徐世烺对该方向的研究兴趣更大了,但是对其发展前景还不是十分明晰。

  正巧,中国水利水电科学研究院的朱伯芳工程师正在大连工学院参加一个学术会议。“朱院士是研究大坝温控的,那时他在国内已经很有名气。我去拜访他,想听听他对于我选择混凝土断裂力学作为研究方向的意见。”当时的徐世烺此前也未曾有与朱伯芳谋面的机会。但朱伯芳毫无保留地把自己的想法告诉了徐世烺。“他对我说,60年代就想从事混凝土断裂力学研究,但是组织不同意,安排我去三门峡大坝研究大坝温控。现在有机会了,就要好好做。这个领域,是一块肥沃的土地,只要你辛勤耕耘,一定能收获很多的果实。”

  研究方向确定下来了,但随后又碰到更为棘手的问题——缺乏试验和测试设备。“我当时所有的研究经费总共不过500元,但要做断裂力学试验,必须测试裂缝口张开位移,所需要的夹式引伸仪一支就要800元。”为了得到准确的数据和结果,从没做过实验仪器的徐世烺决定自己动手做一支夹式引伸仪。

  经过一番打听,徐世烺找到大连工学院机械系卫国强副教授寻求帮助。卫老师告诉他,加工夹式引伸仪需要16硅2锰弹簧钢,但这种弹簧钢在市场上买不到。这让徐世烺傻了眼。“市场上买不到,我就一家一家地到企业去打听。”

  功夫不负有心人,经过整整1周的寻找,徐世烺终于在一家军工厂找到这种弹簧钢。“但他们不卖给我。因为我想买1公斤,他们说要买就得买一捆,一捆是32公斤。”徐世烺一咬牙,就把这32公斤的弹簧钢搬回了实验室。随后,徐世烺又找到学校基建处,希望买些实验用的木材水泥、砂与石子。“我告诉他们我手上仅剩的一点经费,看能买多少?基建处的老师说,你这点钱买一样材料都不够。算了,我们送给你得了,也算为你的研究工作做些奉献。”

  “走进科研殿堂的第一步,我是在大家的无私帮助下完成的。”徐世烺感激地说,自己当时只有满腔热情和一股子韧劲,是老一辈科学家的热诚帮助和周围同事的鼎力支持给了他无穷的力量。“经历的这些小挫折,也是一笔不小的财富。我会以平常心对待科研中碰到的困难,努力去寻找解决困难的途径和方法。”

  1981年的冬天,徐世烺终于完成了自己的研究课题。在当年举行的第一届全国岩石混凝土断裂力学学术会议上,他的研究论文被《水利学报》和《冶金建筑》(现为《工业建筑》)两个期刊选中。这是他进入混凝土断裂力学这个领域以来发表的首篇学术论文。与他的论文同样受关注的,还有他的实验测试仪器。徐世烺回忆说:“国内很多同行买不到16硅2锰弹簧钢。后来他们找到我,我就陆续邮寄给他们,解了他们研究中的燃眉之急。”

  自涉足混凝土断裂力学领域的研究以来,徐世烺就一直执著于国内研究混凝土断裂力学的研究。1985年,在河海大学举行的一个学术会议上,徐世烺就被与会的一些老教授称为这一领域“最年轻的元老”。“搞基础研究不仅难度大,周期长,而且要耐得住清贫。”徐世烺说,建筑行业本身来钱又快,一旦受到市场诱惑,很多人就直接下海了,能坚持到最后的很少。“到我2004年从德国回国后发现,原先仅有的几个同行早已退休了,那时真的感到愈发寂寞。”

  重视科学原创,服务国家建设 

  传统混凝土易开裂,严重影响了工程质量,成为引发工程事故的主要原因之一。问题的根本在于混凝土的抗拉强度低、韧性差和开裂后裂缝宽度难以控制等缺陷。为克服混凝土这些不足,徐世烺带领他的科研团队,围绕国家大项目潜心研究,努力攻关。 

  “建筑为什么会寿命短,是因为混凝土易开裂,开裂之后引起钢筋锈蚀,导致膨胀,又进一步引发更大范围的破坏和开裂,这样就对这个建筑结构产生严重的危害,从而致使结构失效,丧失使用功能。”徐世烺说,从事混凝土断裂力学研究的目的,就是要找到减少裂缝危害的理论支撑,甚至是研发新材料的理论基础。 

  1983年,徐世烺撰写基金申请书,并作为主要研究者完成了国家自然科学基金第一批获准项目“混凝土断裂和损伤的机理”。在这个项目中,他采用激光散斑干涉法,发现了混凝土裂缝失稳断裂前存在着裂缝的稳定扩展阶段和断裂过程区,并提出了混凝土断裂概率模型和尺寸效应公式;1984年,徐世烺又负责承担了水利水电科学基金项目“混凝土断裂韧度的尺寸效应”的研究工作。考虑到工程实际的需要,徐世烺和他的课题组成员大胆地进行了国际上最大尺寸和最大规模的混凝土Ⅰ型断裂韧度测定,在国际上最早将光弹性贴片法应用于测量混凝土断裂过程区,发现了当试件高度大于2米时,混凝土断裂韧性为常数,其断裂过程区长度的影响可以忽略,线弹性断裂力学理论可以直接应用于混凝土大坝的裂缝安全评定。课题的成果已应用于我国东风拱坝裂缝的防治分析中;1986年,徐世烺在“七五”国家重点科技攻关项目“混凝土裂缝的评定技术”的全国招标会上中标。徐世烺制定了详细的研究计划,带领课题组成员开展了大规模的全级配混凝土断裂实验研究。该研究为我国高混凝土坝的裂缝防治技术作出了重大贡献。

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