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持之以恒破难题 初心未变著新篇

来源:  发布时间:2024-08-08

编者按:

  据湖北省科技厅官方消息,2023年度湖北省科学技术奖获奖项目已正式公布,由武汉大学土木建筑工程学院教授卢亦焱主持的“大幅度快速提升混凝土结构受力性能关键技术及应用”项目榜上有名,斩获技术发明奖一等奖。这不是他第一次获此殊荣,从研数十年间,卢亦焱先后荣获国家科技进步奖、湖北省科技进步奖、湖北省技术发明奖、教育部科技进步奖等十余项科研奖励,在行业标准或规范制定、产学研落地转化等领域同样成绩斐然。而当被问及从研从教多年的心得体会,他显得谦逊而真诚。作为科研工作者、高校教师和产业实践者,卢亦焱将自己一路走来的心得总结为“扎根热爱之处,摒弃急功近利,基于工程实践,瞄准学科前沿,投身成果转化”——“选择自己感兴趣的事情系统地、深入地、持之以恒地做研究,直到做出自己认为比较满意的标志性的成果”,这是他的动力所在,也是他的坚持所在。

  

  

——记武汉大学土木建筑工程学院教授卢亦焱

   郑 心  吴应清  

  

咬定青山不放松

  谈及自己与土木工程专业的缘分,卢亦焱笑称这是一个“从懵懂到熟识,再到热爱和执着”的过程——“从1982年读大学‘误打误撞’地选了这个专业开始,我一辈子都在和土木工程打交道。”如果说最初的选择是源于经世致用的考量,在学习的过程中对学科的逐步了解和毕业后被分配到原武汉水利电力大学(现已并入武汉大学)任教的经历,无疑给予了卢亦焱深入接触科研教学、思考行业发展方向的机会。

  正所谓学高为师,进入工作岗位后提升个人专业水平就成为卢亦焱为自己定下的首要任务。在大连理工大学开展博士后研究期间,他在赵国藩院士的带领下进入既有建筑物结构性能提升领域,并将研究目光集中于工程结构服役性能提升的关键技术与应用,之后他的科研工作也以此为圆心逐步展开。“赵老师对于学科前沿的关注、对于科研创新的追求、对理论结合实际的践行,都对我影响颇深。他的教导不仅为我日后的发展道路指明了方向,更让我萌生出专注于此、不懈科研的恒心和动力。”

  就这样,持之以恒成了卢亦焱科研生涯的关键词。时至今日,他产出的许多具有代表性的科研成果,其研究历史都可以追溯到10年及以上。对于混凝土结构这种在土木建筑工程中应用最为广泛的结构形式之一,他更是在相关研究中投注了大量的时间和精力,并形成了一系列具有延续性和系统性的创新成果。以获得2023年度湖北省技术发明奖一等奖的“大幅度快速提升混凝土结构受力性能关键技术及应用”项目为例,针对混凝土结构因物理老化或化学腐蚀等因素引起的结构性能退化、火灾或地震等灾害导致的结构损伤、设计或施工错误等使其不能满足规范要求、技术改造或结构使用功能改变等具有更高承载能力的结构要求等实际情况,卢亦焱带领团队围绕混凝土结构受力性能的快速修复与大幅度综合提升技术、提升幅度可控设计、加固材料高效利用等关键科学技术难题进行了系统创新性研究,取得了“成果整体达到国际领先水平”的高度评价。

  针对“大幅度”“快速修复”等工程难点,卢亦焱团队则研发出外套钢管夹层混凝土加固混凝土柱技术,以突破大幅提升混凝土柱受力性能的技术瓶颈,同时揭示了外套钢管、夹层混凝土对原混凝土的多重约束机理,并建立了通用的挤压应力计算模型,提出了不同截面形式的组合加固柱承载力统一计算理论和加固设计方法,实现了快速修复、新旧材料高效利用和受力性能大幅度提升的协调统一。

  此外,卢亦焱团队还发明了U型钢箱快速加固混凝土梁板技术,以突破加固受弯构件承载力受界限配筋率约束的技术瓶颈。据悉,这一技术不仅揭示了U型钢箱与原混凝土梁板的共同工作机理和破坏机制,还建立起了加固受弯构件计算理论,提出了防止U型钢箱屈曲的设计方法,使得快速修复与受力性能提升幅度的可控设计成为现实。值得一提的是,获奖成果累计获国内外发明专利授权42项、实用新型专利授权10项和软件著作权12项,发表学术论文186篇、专著2部,成果入编国家规范和行业标准6部。而更令卢亦焱感到欣慰的是,在项目组的共同努力下,相关结果已成功应用于100余项工程中,经济效益突出,并在防灾减灾、环境保护和节约资源等方面获得显著的社会效益,为“城市更新”和“双碳”等国家战略需求提供了行之有效的解决方案。

  “与此成果相关的第一篇文章、第一个项目都已经是18年前的事了。”如今再谈及这段堪称漫长的研究历程,卢亦焱的言谈间仍充满热情。正如他所说,这样“时间长、任务重”的研究在卢亦焱的科研生涯中并非孤例,斩获2020年湖北省技术发明奖一等奖的“混凝土结构服役性能提升关键技术与应用”项目也同样历时十余年。在这一次“磨剑”的过程中,卢亦焱领导团队研发出了新型的加固材料,以及高性能纤维复材(FRP)加固新技术,解决了系列混凝土结构服役性能提升的难题。此外,团队还研发了新型高性能纤维混凝土材料与结构体系,解决了传统混凝土结构的脆性大、延性不足等问题。据悉,凭借系列成果,他的团队最终以斩获国家科技进步奖二等奖1项、湖北省科技进步奖一等奖2项、教育部科技进步奖一等奖1项及其他省部级奖励6项的好成绩为土木工程研究领域交上了答卷。因这些成果几乎全部集中于工程结构安全方向,所以被广泛应用至三峡工程对外交通专用公路、广西云龙西江特大桥、湖北移动通信办公大楼提质改造等加固工程中,助益颇深。

  “尽管土木工程是一门传统学科,但可持续性极强。从它的强应用性和发展性出发,对于新材料、新技术、新方法的研究,以及既有建筑物性能的提升始终是我们要解决的核心课题之一,这也是我能多年如一日专注于相关研究的原因之一。当然,想要完成这场科研‘长征’,就必须摒弃急功近利的心理,专注自己的目标持之以恒地做下去。与此同时,与工程应用紧密结合也是我做研究的出发点和落脚点,推动工程实际应用与成果形成互相促进的良性互动,是我一直在做的事。”卢亦焱是这样说的,也是这样做的。

 

直挂云帆济沧海

  卢亦焱一贯秉持“科研要贴近实际,为工程服务”的行路方针。以葛洲坝水力发电厂50万伏开关站加固工程和湖北省重点文物保护单位鲁兹故居加固工程为例,他提出并解决了多项技术问题,研发出新型加固技术、加固材料和施工机械,并形成系统性的科学成果。这些成果不仅得到国家和省部级科研基金支持,还推广应用于许多工程中。因此,他对工程实际的强烈关注使得众多纵向科研项目共同组成了他科研生涯中极为重要的一抹底色。

  卢亦焱曾先后主持了包括国家自然科学基金重点项目在内的纵向科研项目20余项,致力“瞄准学科前沿、面向工程需求”,最大限度地发挥土木工程专业创新发展与应用并重的学科特色,并在此基础上进一步加强产学研转化、校企合作的深度和广度,全力打造科研与产业互相作用的良性平台。“在学科建设方面,很早以前我们就建成了建筑物检测与加固教育部工程研究中心。这是一个直接面向工程应用的科研平台,可以说是我们科研拥抱实践的第一步;在此基础上,联合专门从事既有建筑物的检测、鉴定、加固和新材料研究的武汉巨成结构集团股份有限公司这一产业化基地,我们得以在产学研转化方面再进一步。”卢亦焱介绍道,“这样的合作形成了完整链路,使我们一方面可以从工程中发现问题展开针对性研究,进而编制相应的规程规范;另一方面也可以将创新性的科研想法付诸实践,并在相关研究成熟后较为快速精准地推广到工程应用中。从目前的效果来看,这条路我们是走对了。不去‘为了创新而创新’,努力做好‘以工程需求为出发点’的研究,让我们的成果有了更为扎实的‘落地属性’和实际价值。”

  在逐梦过程中,卢亦焱也组建起了一支具有同样理想、合作无间的科研团队。“研究要做精、做深入,不要一味求大求全”,于是,卢亦焱聚力将团队打造为兼具“紧密型”和“松散型”的特色团队。“所谓松散型,是指在我确立的大方向下有小团队,在管理形式上松散、在课题研究中却有紧密联系的团队形式。这样做的目的是为了更好地调动年轻人的积极性,给他们足够的空间去成长,同时在大方向上又‘心往一处想,劲儿往一处使’,在实现个人科研成果和推动整体研究成果上均得到裨益;所谓紧密型,则是在学术活动、教学组织甚至学生培养等层面都与我一起全程参与、有效分工的合作模式,其目的是推动相关成果走向深入细致。通过这两种组织方式,我们的团队目前既有战斗力也有凝聚力,规模已经达到30余人。”卢亦焱满怀自豪地说道。而在团队管理过程中,他的真诚和勤奋,同样为团队成员树立了积极的榜样。无论是他“早出晚归”的工作时间安排、以身作则的务实作风,还是平等对待每一位团队成员、尊重其想法的领导态度,抑或是从导师角度全力帮助团队年轻人克服科研和生活中种种困难的暖心行为,都成为凝聚团队向心力的切实之举。

  卢亦焱对年轻人的帮助,同样体现在研究生培养过程中。对待学生,他擅于采取因材施教的办法,从学生个人兴趣及擅长领域出发,为他们提出合适的科研课题,在严格的科研训练过程中兼顾科技写作、项目组织、交流合作等能力的培养,同时给予学生足够的人文关怀。“生活要自律,治学要严谨”,以身垂范的卢亦焱为一代代学生指明了前行的方向,也为他赢得了武汉大学第六届“研究生教育杰出贡献校长奖”的称号。“扎实的科学功底、良好的科学精神、对工程技术的追求和吃苦耐劳的精神,都是我在教学中希望传递给学生的。有时候学生在科研中、在生活上会遇到一些解决不了的问题,要想办法帮他们渡过这个难关。我培养的很多学生就业后得到了单位很好的评价和反馈,对于一名教师来说这也是很幸福、很自豪的一件事。”他说。

  历经近40年辛勤耕耘,卢亦焱仍以充沛的热情奋斗在科研与教学的第一线,在按部就班地完成包括国家自然科学基金重点项目、湖北省科技创新专项重大项目在内的科研任务的同时,他也充分享受着一名高校教师教书育人的幸福和快乐。“从教多年,我越来越品味出上课的快乐,跟学生交流是极有意思也有意义的一件事。对我来说,做好科研是一方面,搞好教学工作是非常重要的另一方面,要用大量的精力为专业、为行业培养新生力量,这也是做老师的本分。”由于在本科生教育方面的卓越贡献,他在2023年获得“全国宝钢优秀教师奖”。

  一路走来,卢亦焱从未标榜成绩,而是真诚地表达着对于工作的热爱和感恩:“总的来说,我觉得自己是很幸运的,能有这么好的条件让我和我的团队很开心地做科研、搞教学;特别是我自己的研究,能够有条件也有信心持之以恒去做一点事情,我觉得特别满足和开心。”

  

专家简介

  卢亦焱,武汉大学二级教授,博士生导师,享受国务院政府特殊津贴专家。主要学术兼职:建筑物检测与加固教育部工程研究中心主任、中国工程建设标准化协会建筑物鉴定与加固专业委员会副主任委员、湖北省土木建筑学会工程结构加固专业委员会主任委员等。多年来,他主要从事既有建筑物服役寿命评估与性能提升、高性能土木工程材料与新型结构、钢-混凝土组合结构基本理论及应用等研究工作。先后主持国家自然科学基金重点项目及面上项目、GF重点项目、湖北省科技创新专项重大项目等纵向科研基金项目20余项;主持并完成70余项工程应用技术研究项目。研究成果获国家科技进步奖二等奖1项、湖北省技术发明奖一等奖2项、湖北省及高等学校科学研究优秀成果奖科技进步奖一等奖3项及其他省部级奖励6项;在国内外学术期刊上发表论文280余篇,其中《科学引文索引》/《工程索引》(SCI/EI)收录190余篇;获批授权发明专利53项;出版著作6部;主编或参编19部国家规范或标准;连续入选全球前2%顶尖科学家榜单,获“全国宝钢优秀教师奖”和武汉大学“研究生教育杰出贡献校长奖”。


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2024年9月

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