本報記者 呂揚 通訊員 郭曉燕 李琛

“黃土結(jié)構(gòu)疏松，具有濕陷性、振陷性、崩解性，易發(fā)生滑坡、塌陷、泥石流等重大災(zāi)害。因此，必須解決黃土地區(qū)大型工程的防災(zāi)減災(zāi)問題?！?月17日，接受記者采訪時，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系教授王家鼎說。

多年來，王家鼎像“土”郎中一樣，帶領(lǐng)團隊為黃土地“把脈”，與災(zāi)害搏斗，與時間賽跑，為國家重點工程建設(shè)攻克了一個又一個難關(guān)。

近日，王家鼎率領(lǐng)團隊申報的“特殊巖土體小變形大風(fēng)險智能化監(jiān)測防治技術(shù)及中外工程應(yīng)用”研究成果獲得2023年度陜西省科技進步獎一等獎。而這，只是他投身地質(zhì)工程研究數(shù)十年來取得的眾多成果之一。

參與國家重大工程建設(shè)

2004年，中國開始進入高速鐵路大規(guī)模建設(shè)時期。鄭西高鐵是我國在黃土地區(qū)建設(shè)的第一條高鐵線路。

在大面積濕陷性黃土地區(qū)修建高速鐵路，是一個世界性難題。為了解決高速鐵路機車振動引起的路基沉陷問題，原鐵道部公開招標這一重大科研項目。

有著多年黃土性能研究經(jīng)驗的王家鼎，立即牽頭西北大學(xué)團隊提供標書，以論證清晰、數(shù)據(jù)嚴謹高分中標，獲得院士評委的一致好評。

“一位專家說，把項目交給西北大學(xué)團隊是非常正確的選擇。他們在家門口研究黃土，真正把問題說透了?！蓖跫叶貞?。

項目緊急，任務(wù)艱巨。中標后，王家鼎帶領(lǐng)團隊成員奔赴工程建設(shè)一線。他們在從鄭州到西安的500多公里線路上，對每個重點路段進行勘探、采樣、測試。整整兩個月，王家鼎沿鄭西線跑了3趟，有時驅(qū)車，有時步行，取回的土樣堆滿了學(xué)校地質(zhì)學(xué)系的后院。

沒有前人的經(jīng)驗，沒有參考的數(shù)據(jù)，團隊日夜奮戰(zhàn)，對每一個重點路段的土質(zhì)進行檢測論證，終于拿出了國內(nèi)第一份濕陷性黃土地基的動力特性與設(shè)計參數(shù)報告。

“我把設(shè)計參數(shù)交上去的時候，手止不住地顫抖。我們要對國家負責(zé)，對人民負責(zé)，對歷史負責(zé)，我深知這份數(shù)據(jù)的分量！”王家鼎說。

實踐證明，王家鼎團隊為鄭西高鐵的設(shè)計和施工提供了精準可靠的技術(shù)支撐。

隨后若干年，大西高鐵、寶蘭高鐵、鄭太高鐵的設(shè)計，都有王家鼎團隊的身影。團隊還獨立承擔(dān)了黃土邊坡失穩(wěn)（滑坡）研究、黃土路基振（震）陷研究、黃土濕陷研究等科研項目。

王家鼎在研究中創(chuàng)新了機車振動引起黃土路基振（震）陷理論，首創(chuàng)了深部黃土濕陷的巖橋（古土壤層）滯后塌陷理論，提出了柔性生態(tài)護坡工法及邊開挖邊防護理念等。

為攻克黃土振動促滲的定量測試難題，王家鼎率領(lǐng)團隊在國家重大科研儀器研制項目的資助下，自主研制了中國首臺達到國際先進水平的振動促滲儀。利用該儀器進行大量試驗后，團隊創(chuàng)新性地提出了振動和水聯(lián)合作用對黃土邊坡的促松、促裂、促滲和促滑機理，刷新了黃土滑坡成因理論，填補了該領(lǐng)域的研究空白。

“游目騁懷莽隴原，鐵龍飛過不黃天！”有著詩人情懷的王家鼎在寶蘭高鐵通車后，寫下了這樣的詩句。

與黃土“較勁”的“土”專家

王家鼎出生在藍田縣。高中時期，他最喜歡聽堂兄講自己在青海地質(zhì)隊的故事。堂兄口中的壯麗山河、奇妙經(jīng)歷，化成了他對地質(zhì)專業(yè)的無限憧憬。

1979年，王家鼎考入西安地質(zhì)學(xué)院（現(xiàn)長安大學(xué)）應(yīng)用地球物理專業(yè)，畢業(yè)后又考入中國科學(xué)院蘭州地震所，攻讀地震工程專業(yè)碩士。

工作后，王家鼎手拿地質(zhì)錘，常年奔波在大西北，背包里裝的是黃土，辦公室堆的是黃土，身上也沾滿了黃土。日復(fù)一日，年復(fù)一年，他成了同事們眼里的“土”專家。

走過戈壁荒灘，攀過懸崖峭壁，王家鼎深入研究黃土的構(gòu)造原理，為防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。在他的職業(yè)生涯中，與災(zāi)害搏斗、與時間賽跑是家常便飯。

在王家鼎28歲那年，有一次，他攀在懸崖壁上勘測采樣遭遇懸崖上方塌方，滑落的土石瞬間將他返回的路線淹埋……千鈞一發(fā)之際，同事們緊緊拉住繩索，硬是將他從滾落的土石中拽了上來?；叵肫疬@次遇險經(jīng)歷，同事們至今仍心有余悸。

黃土高原的土質(zhì)疏松，生態(tài)脆弱，暴雨常會引發(fā)土崖崩塌。每次看到這樣的自然災(zāi)害給當?shù)厝罕娫斐缮a(chǎn)、生活困難，王家鼎心里就無比難過。他常常因此而自責(zé)，恨自己沒有拿出更好的解決辦法。

自責(zé)和責(zé)任，不斷鞭策著王家鼎。數(shù)十年里，他與黃土“較勁”，與自然災(zāi)害抗爭，不斷突破一項又一項科研難題。他在水-力耦合下黃土災(zāi)害地震滑坡、振動促滲、濕剪促滑等關(guān)鍵理論和技術(shù)領(lǐng)域，取得了突破性成果；先后主持國家重大科研儀器研究項目1項、國家自然科學(xué)基金重點項目1項、國家自然科學(xué)基金面上項目3項、國家重點研發(fā)計劃課題1項、省部級重大科研項目10余項。

攻克黃土中的“疑難雜癥”

鄭西高鐵、大西高鐵相繼順利通車后，王家鼎又率領(lǐng)團隊投身重載鐵路工程。“最重的重載機車如何行駛在最軟的地基上？”面對這一新難題，王家鼎選擇迎接挑戰(zhàn)。

我國第一條按照30噸軸重重載鐵路標準建設(shè)的瓦日鐵路2009年開工建設(shè)。該線路經(jīng)過多處滑坡、溜塌、采空等不良地質(zhì)發(fā)育區(qū)，建造隧道時易發(fā)生變形與塌方，難度很大。

基于多年對黃土地質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究，王家鼎研制出一種特殊探頭。這種探頭可以識別和預(yù)報圍巖涌水塌方，能有效解決特殊地層隧道的災(zāi)害感知技術(shù)難題。

當施工推進到呂梁山脈時，建設(shè)人員遇到了重大難題：鐵路邊上的一處滑坡無論如何也找不到滑動面，若采取避繞處理，需增加13億元的巨額投入。

王家鼎到現(xiàn)場反復(fù)勘測后，將目光鎖定在一處山溝。為尋找“癥結(jié)”所在，王家鼎在腰間綁上安全繩，沿著陡峭的崖壁下到40多米深的谷底。憑著獨到的經(jīng)驗，在刺骨的寒風(fēng)中，他終于找到了滑動面。

“這就像是沒有明顯癥狀的疑難雜癥。要找到病根，只能憑借醫(yī)生的經(jīng)驗。”王家鼎說，“能為國家節(jié)省13個億，我對自己的工作感到自豪！”

王家鼎解決過許多類似的問題。在建設(shè)單位眼里，只要他到工程現(xiàn)場“出診”，就沒有治不好的“怪病”。

多年來，為了攻克黃土中隱藏的“疑難雜癥”，王家鼎帶領(lǐng)團隊與國內(nèi)外多家設(shè)計施工單位合作，形成了黃土災(zāi)害預(yù)防的多項關(guān)鍵技術(shù)，不僅填補了行業(yè)空白，還服務(wù)了國家的重大需求。2020年，王家鼎團隊與中國鐵路設(shè)計集團、中鐵十七局和中鐵西北研究院等單位合作完成的“重大工程黃土災(zāi)害機理、感知識別及防控關(guān)鍵技術(shù)”獲國家科技進步獎二等獎。

王家鼎帶領(lǐng)團隊不斷貫通產(chǎn)學(xué)研用，將科研成果直接應(yīng)用到大西高鐵、巴基斯坦輕軌、晉中南和蒙華重載鐵路等國內(nèi)外20多條鐵路和機場的建設(shè)運營中，產(chǎn)生了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。團隊獲得“菲迪克獎”“越南政府榮譽獎”“老撾政府榮譽獎”及“全國優(yōu)秀測繪工程獎”等國內(nèi)外工程大獎。

“所有的成果都是集體的功勞?！庇浾卟稍L時，王家鼎這樣說。他謙遜嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和作風(fēng)令人敬佩。

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