王家鼎扎根黃土30多年 專攻地質“疑難雜癥”

地處中國西北的黃土高原,風起時飛沙走石,風止時千溝萬壑。西北大學地質學家王家鼎,與這片黃土地結下了不解情緣。

“黃土結構疏松,易發生滑坡、塌陷、泥石流等重大災害,黃土地區大型工程下的防災減災問題,是我30多年來研究的課題。”近日,王家鼎團隊申報的一項研究成果獲得2023年度陜西省科技進步獎一等獎,這是他投身地質工程研究多年來的眾多碩果之一。

生長于陜西省藍田縣的王家鼎,少年時期就愛聽堂兄講青海地質隊的故事,故事里的壯美山河、奇妙經歷化成了他對地質專業的無限憧憬。1979年,他考入西安地質學院(現長安大學)就讀,后又進入中國地震局蘭州地震研究所攻讀碩士學位,留所工作后開啟了向往已久的地質人生。

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王家鼎在野外勘探采樣。西北大學供圖

多年來,他手拿地質錘走過戈壁荒灘,也攀過懸崖峭壁。“干了地質,就得有奉獻精神。”一次攀崖采樣時,他遇上塌方,頭頂的碎石不斷滾落,返回的路也被沖得不見蹤影……千鈞一發之際,同事用繩索將他硬拉了上來。回想起這樣的遇險經歷,王家鼎至今心有余悸。

在他的職業生涯中,防災、減災工作占很大比重。與災害搏斗、與時間賽跑,常常,村落受災、人民受苦的景象令他心生自責:“恨自己沒有更好的辦法讓村民免于災難!”這樣的情緒轉化為動力,鞭策著他以原創性理論參與泥石流滑坡預報研究。

多年的野外磨煉,將王家鼎打磨成為意志堅定、技術過硬的地質人。1994年,他懷著對家鄉的眷戀調入西北大學。

2004年,中國進入高速鐵路大規模建設期,鄭西高鐵是我國在黃土地區建設的第一條高鐵。在大面積濕陷性黃土地區修建高鐵,是一個世界性難題——原鐵道部公開招標,尋求“高鐵機車振動引起路基沉陷”重大難題解決辦法,由王家鼎牽頭的西北大學團隊也參與其中。

頂著惡劣的氣候、咬牙堅持“做不完”的實驗,厚厚一沓論證書終于問世——王家鼎團隊高分中標,并獲得院士評委一致好評:“他們在黃土家門口研究黃土,真正把問題說透了。”

項目緊急、任務艱巨,大年初五,王家鼎便驅車奔赴鄭州。從鄭州到西安500多公里,每個重點路段都要勘探、采樣、測試。整整兩個月,他沿著鄭西線走了3趟,取回的土樣堆滿了地質學系后院。

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團隊多方采集回的部分土樣。西北大學供圖

沒有前人經驗,沒有數據參考,團隊艱苦攻關,終于拿出了第一份濕陷性黃土地基的動力特性與設計參數,“這一路上,土質不一樣、黃土厚度不一樣、收縮程度不一樣,我們一段一段做實驗,整理了滿滿3大張表。”王家鼎告訴記者:“這個數據拿出去,我們是要負責任的!”

也正是他們的成果,為鄭西高鐵以及大西高鐵、寶蘭高鐵、鄭太高鐵的設計和施工提供了可靠技術支撐。

鄭西高鐵、大西高鐵相繼通車后,王家鼎又率團隊投身重載鐵路工程。“最重的鐵路如何行駛在最軟的地基上”成為他面臨的新難題。

2009年,我國第一條按照30噸軸重重載鐵路標準建設的瓦日鐵路開工建設。線路頻繁經過滑坡、溜塌、采空區等不良地質路段,王家鼎研制出特殊探頭,解決了特殊地層隧道的災害感知技術難題。

當鐵路施工到達呂梁山脈,再次遇到重大難題:鐵路邊一處滑坡,無論如何找不到滑動面,若避繞處理,需增加13億元投入。一籌莫展之際,王家鼎經反復勘測,將目光鎖定在一處山溝。為尋找“癥結”所在,他在腰間綁上安全繩,沿著陡峭的崖壁,深入40多米深的谷底泥潭。時間一分一秒過去,泥水透過膠鞋傳來刺骨的冰冷。就在大家想要放棄的時候,王家鼎憑著獨有經驗找到了滑動面。

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王家鼎觀察實驗結果。西北大學供圖

類似的狀況,王家鼎遇到過多次。“就像沒有明顯癥狀的疑難雜癥,要找到病根,只能憑借醫生的經驗。”為此,他常常應邀深入工程現場“出診”。

多年來,王家鼎團隊與國內外設計施工單位合作,構建了黃土災害預防多項關鍵技術,不僅填補了行業空白,更服務了國家的重大需求。2020年,團隊與多家單位合作完成的一項研究成果獲國家科技進步獎二等獎。

團隊與多方合作的科技成果,還應用于大西高鐵、巴基斯坦輕軌、晉中南和蒙華重載鐵路等國內外20多條鐵路和機場的建設運營中,納入了行業規范,攬獲了一系列國內外工程大獎。

“我是一個教書人,培養地質工程人才是我的使命。”扎根西北大學30余年,作為該校地質工程專業的創建人、帶頭人,王家鼎主講多個核心課程、編著課程教材、培養教學梯隊,碩果累累。

他的授課以生動鮮活著稱,工程實踐中的大量案例在教學中信手拈來。他不僅重視課堂上教學,也十分關注學生野外實踐能力的培養。陡崖上的手把手、一對一的教學講解,令許多畢業學子至今記憶猶新。

多年來,他將103名碩士、博士、博士后送上一線工作崗位,從事與工程地質相關的工作。如今,托舉更多、更亮的“新星”,為地質事業注入源源不斷的活力,依然是他最大的心愿。


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