久有高峡平湖志,历尽辉煌再登攀
多年以来他默默耕耘在高坝岩石力学领域,真正成为我国这一领域的主要领军人物。他是我国拱坝地质力学模型试验的奠基人,为岩石力学理论和工程实践做出了不可磨灭的贡献。
六十年风雨,他兢兢业业,无私奉献,以实际行动诠释了传道授业、诲人不倦的师者风范。在科学的道路上,他以严谨治学、勇于开拓的科学作风,而达至成就斐然,享誉国内外。
他就是我国著名岩石力学专家、清华大学水利系周维垣教授。
周维垣教授1928年11月20日出生于河南开封,由于深受旧社会的迫害和社会理想的追求,他于1948年加入中国共产党,并积极组织学生们进行爱国运动。解放后,他怀着对祖国深深的热爱并由此而产生的强烈的民族责任感,为祖国的科学技术与高等教育事业倾尽心血,而今他的许多弟子已成长为学术界的精英或国家的栋梁。新中国成立以来,百废待兴,周维垣积极从事了清华大学的党政工作,以及土木、建筑系的组织工作,在1956年任第一届清华大学党委常委,组织部长,纪律检查委员,并作为清华党代表,出席北京市第一次党代会。1959年他任清华大学土木系总支书,此后,历任清华大学水利系副主任、清华大学水利系教授、中国岩石力学与工程学会常务理事、物理数学模拟专业委员会主任、中国岩石力学与工程学报编委、国际岩石力学学会注浆委员会理事、中国三峡技术设计特邀专家、国际岩土计算机技术进展学会(IACMAG)理事,多次担任亚洲太平洋计算力学大会顾问,国际锚固灌浆研讨会、国际岩石力学与工程新进展大会、国际岩土计算力学大会等副主席。至今为国际岩石力学学会会员,国际灌浆专业委员会委员,中国岩石力学与工程学会,中国岩土工程研究中心,中国水工建筑物标准化委员会顾问等。
发展岩体混凝土宏细观断裂损伤力学模型和设计方法及创新地基加固模型
周教授推出高坝结构细观开裂模型及宏观破坏路径搜索法,探求结构随机安全度。1990年“拱坝坝肩岩体破坏及可靠度分析”获全国水利学会优秀论文奖。“创新细观损伤断裂到开裂破坏模型”研究,用细观损伤力学引入有限元数值模拟节理岩体的本构弹塑性力学关系,开创节理岩体的数值模拟力学方法。在我国首先引入流形元法和无网格数值方法,应用于锦屏、溪洛渡、拉西瓦等300米级高拱坝坝肩岩流层的稳定分析;并提出渗流的多重网格,分析小湾及拉西瓦拱坝的裂隙岩体渗流场。推出渗流场与应力损伤场耦合模型。损伤局部化梯度力学模型方面的创新:建立塑性局部化多重屈服面模型,多尺度屈服面效应;对于开裂高梯度计算做了分析,并获2007年度国家教委自然科学一等奖。
潜心科研 博学笃行
近三十年我国新建一批高拱坝,为此需要研究大坝整体稳定设计及计算方法。周教授领导的研究小组参加为二滩组织的‘75’‘85’科技攻关项目。研究的结果建立三维有限元弹塑性,断裂损伤仿真破坏设计方法。从1984年首次对二滩拱坝设计勘探到施工蓄水历时18年全部过程为其服务,节省开挖60万方及回填混凝土30万方,经济效益巨大。1989年“双曲拱坝整体应力稳定分析技术”获国家教委科技进步奖二等奖。同时,“高坝坝基岩体稳定性评价及可利用岩体质量的研究”获国家科技进步一等奖。
近几年,周教授参与论证了溪洛渡拱坝基础利用Ⅲ1级岩体和上部高程部分利用Ⅲ2级岩体作为大坝基础的可行性;建基面得到优化,培育研究生26人。桃李满天下。
高坝地质力学模型破坏试验研究
四十多年来,周教授一直从事大坝脆性结构模型试验,在这期间我国修建和待建的高拱坝几乎都在这里做过模型破坏试验,成为我国大坝地质力学模型破坏试验的奠基人之一。周教授从试验技术理论到实践,进行了艰苦的探索,并对材料试验理论,材料相似理论,数据量测理论等进行了摸索创新,对我国的高坝建设做出了贡献。《高坝水工结构模型试验》成果曾获得国家科技进步奖二等奖,主要成果也已编入水利部《混凝土拱坝设计规范》(SL282-2003),中华人民共和国电力行业标准《混凝土拱坝设计规范》(DL/T5436-2006)。此技术在“二滩双曲拱坝整体地质力学模型破坏试验”项目获能源部1992年科学技术进步一等奖。
创建岩质高边坡工程的稳定分析系统及应用
周教授主持“八五”科技攻关专项对三峡船闸高边坡开挖的稳定变形流变渗流加固做分析。首先进行三峡岩体的力学参数模拟取值,然后采用连续介质与不连续的不同方法进行变形稳定分析,得出高边坡可行性和加固的敏感分析。他提出了渗流下的安全度以及宏细观的复合模型并做了时间的断裂试验,并结合现场试验。为开挖工程的流变提出预测。发展结构稳定性指标,提出K1, K2,K3稳定指标系列,成为稳定理论的创新。此项研究经科委主持的鉴定,为国际先进水平,部分国际领先。
淡泊名利 硕果累累
由于多年不懈的努力,周教授获得国家、部委奖励13项,包括国家科技进步奖三项,其中一等奖《高坝坝基岩体稳定性评价及可利用岩体质量的研究》 (能-1-001-02);二等奖《高坝水工结构模型试验》;三等奖《高坝混凝土断裂研究》;能源部科技进步一等奖,《二滩坝基岩体稳定性评价及可利用岩体质量的研究》(9111001-D2);国家教委科技进步二等奖,《加固处理后裂隙岩体力学特性及建基面准则研究》(9721015-D2)。岩体工程稳定分析与拱坝研究技术,大坝基岩稳定性评价与岩体分级,分别获国家科技进步一等奖。1994年他主持三峡船闸陡边坡关键技术研究,此项为国家基金重点研究项目。1995年结束“八五”国家科技攻关项目“岩体计算机节理统计技术”、“高坝断裂损伤系统”等六个项目均得到国际领先的鉴定评审意见,之外,获部级以上奖11项。
周教授在致力于科研的同时,一直笔耕不辍。其主要著作有《高等岩石力学》、《拱坝坝肩岩体稳定计算分析》、《岩体力学计算方法》等,发表论文220余篇。其主编的《高等岩石力学》被引1000余次,成书20多年来,在水利水电、采矿、交通、铁道、国防等领域的岩石力学科研教学中发挥了很大作用,影响长久不衰,是我国岩石力学发展过程中的奠基之作。2005年在意大利都灵国际第11届计算大会(IACMAG)上,周维垣教授获得了“卓越成就奖”,表彰他在高坝结构及基础整体稳定分析研究方面的贡献,这是国内学者首次获次殊荣。“宠辱不惊,闲看庭前花开花落,去留无意,漫随天外云卷云舒。”而今已是八十高龄的周老先生以淡泊的襟怀,旷达的心胸,超逸的性情和闲适的心态去面对生活,认真过着每一天,对他来说,每天都是一个新的开始,新的起点,新的征程。