张建民:用“石头”讲故事,助力海洋强国建设
新清华 2024年12月27日 第2350期 清华人物
●记者 胡思凡
图片分别为:①工作中的张建民。②张建民带领海洋工程研究院教师到企业参访。③张建民在土木水利学院2018年毕业典礼上演讲。④张建民。⑤清华园内的“地质之角”一隅。
他从事土动力学及工程抗震理论与应用研究40余年,主要成果应用于日常生活中随处可见的地铁、高楼以及高坝、港航、海上风电等70余项国内外大型工程。为了让学生理解不同地质结构,他利用业余时间组织人员将一块块天然形态的石头从全国的名山大川运入清华园,搭建了一座室外地质博物园。他就是中国岩土工程领域领军专家、中国工程院院士、清华大学土木水利学院教授张建民。
水滴石穿,潜心突破技术难关
无论是地铁高楼还是堤坝大桥,几乎所有建筑工程都离不开与土体接触,而这个土体与结构的“接触面”便是影响安全的关键因素。张建民在国内外分别获得岩土工程和结构工程博士学位,复合型的知识体系为他打下了良好基础。
来到清华后,张建民带领团队从“零”开始,将实验设备一点点“攒出来”,完成的科研成果——“大型结构与土体接触面力学测试系统研制及应用”,以系列化装备研制为基础,在土体与结构接触面、力学规律、物理机制、计算模型、分析方法、工程应用等诸多方面取得了系列进展,经鉴定,总体达到国际领先水平。
他的成果服务于各种工程结构设计和论证,不仅解决了技术难题,为确保工程安全提供了科学依据,节约了大量工程成本,并被直接推广应用到青海省公伯峡水电站、马来西亚巴贡水电站以及高坝、地铁、建筑、桥基、港航、海上风电等国内外大型工程结构设计论证中。该项研究成果获得了国家技术发明奖一等奖。
张建民还建立了结构与土体一体化抗震设计理论及方法,研发了动力测试和动力计算两个技术平台,成果应用到70余项大型工程抗震设计中。2017年,张建民当选中国工程院院士。
年少时的张建民将国家需要与个人选择相结合,数十年过去,年逾六旬的张建民秉承“干一行、爱一行”的理念,脚踏实地、精益求精,走好自己的科技探索之路。
聚沙成塔,他让石头讲故事
伴随工程走过许多地方的张建民,深刻体会到祖国的广袤和先辈们的奋斗不易。“科学是有传承的。”张建民常对学生提起张光斗、黄文熙、钱宁等学界泰斗。为了能将先辈们的精神传扬下去,同时让学生们认识不同的地质现象,他发起并组织人员在清华园建起一处“地质之角”。
从1981级校友捐赠的第一笔资金开始,许多水利系校友在他号召之下相继捐款、捐石头。十余年间,来自全国名山大川和著名水利工程的287块石头,被一块一块从大江南北历经波折跋涉运入清华。
张建民印象最深刻的是在与清华水利系渊源颇深的密云水库发现了一块非常漂亮的石头。“张光斗先生是密云水库工程的总工程师,提倡要‘真刀真枪做毕业设计’,使水利系形成了重视实践的优良传统。”张建民认为,这不仅是块具有科学意义的石头,更代表清华水利人精神的延续。
为了能顺利迁移石头,张建民带领团队使用100吨级的吊车完成吊装作业。当巨石运进清华的时候,恰好是百年校庆的0点。“长途跋涉的巨石”像一份早已准备好的礼物,张建民至今回忆起来仍激动不已。
团队经过多年的努力,终于在清华园内陈列出了这座我国首个在自然尺度下集中、全面、系统、便捷地展示典型地壳岩石和典型地质现象的校园地学实践教育基地。未来,张建民还计划建造地质历史长廊,将更宏伟的愿景一步步实现。
涓滴成河,走向深蓝大海
为服务我国海洋工程领域,攻克相关领域“卡脖子”技术难题,张建民受命牵头推动清华工科服务海洋强国建设,先后担任清华大学海洋工程研究院院长和清华大学、青岛市人民政府、中国海洋发展研究会三方于2021年共建的中国海洋工程研究院(青岛)(简称“中国海工院”)院长。
从坝工、河工、港工到海工,“水”越来越多,张建民的科研征程愈加波澜壮阔。张建民说:“从事海洋工程科技创新,需要拥有如大海一般博大宽阔的胸襟和开放包容的精神,打破海陆界限、部门界限、学科界限。只有这样,才能走向深蓝大海,才会海阔天空,大有作为。”
张建民依旧保持着年少的习惯,每天早起学习。“要推动初创期的中国海工院各项工作,就要学习全面的管理知识,成为复合型人才,只有这样,才能将路走通、走稳、走好、走强。”专业之外,张建民开启新的挑战,学习管理、产业化等相关知识。“我要为我签的每一个字负责。”
凡是张建民指导过的学生,都会记得他的14字箴言:做人的“境界、眼光、胸怀”,做事的“感恩、包容、分享、协作”。张建民认为,“这是一种格局,也是一种学养”。“水利系的同学面对的多是复杂、庞大、系统的问题,一定需要各方各个专业协同配合,这样才更有可能在不那么完美的条件下成功。”
谈及对学生们的期许,张建民说,自己的愿望就是让更多的年轻人跑到前头,跑得比自己更好、更远。“进门的时候,我教你,出门的时候,你教我。”张建民希望用这句话激励学生“一代更比一代强”,成为各自研究领域的前沿专家,为国家科技创新接续奋斗。