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【婺里寻家】㉘杜时贵:获奖不是目的,科研即是生活

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弘扬科学家精神

探寻金华物理学家群落

【编者按】

今年,浙江省科协提出要打头阵、当先锋、作示范,努力打造新时代中国科协工作的“重要窗口”,其中就包括实现“弘扬科学家精神”先行示范,构建全省科学家精神教育基地体系,切实增强科技工作者的政治认同、思想认同、情感认同。

金华,地处浙江地理之心,金星与婺女交汇之地,自古人文鼎盛、名人辈出,作为全省四大都市区之一,从古到今,八婺大地走出了一批又一批的贤达名士,他们在各个领域作出自己的非凡贡献,其中,不乏科学大家。

新中国成立以来,浙江籍两院院士有400余位,其中金华占30多位。在历史的发展中,浙江各地形成了独具特色的块状学科群落,在某一特定学科领域涌现了众多颇有建树的科学家。其中,以严济慈、潘建伟等为代表的金华物理学家群落是浙江省三大科学家群落之一。

习近平总书记在浙江工作时曾说过:要紧紧抓住金华籍人才较多的优势,加快发展步伐。除了严济慈、潘建伟,金华这片土地还走出了一大批重量级物理学家,他们分别在兵器工业、海洋遥感技术、核物理、电气、理论物理、材料学等领域作出杰出贡献,可谓群星璀璨、交相辉映,由此构成国内罕见的物理科学家群落。金华科协官方微信公众号推出【婺里寻家】系列报道,一起寻找在金华这片土地成长的物理学家的足迹,更好传承科学家精神,涵养优良学风,为打造国际枢纽城 奋进现代都市区作出科技人更多的贡献。

杜时贵

获奖不是目的,科研即是生活

日前,在中国工程院2023年院士增选有效候选人名单中,现任浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室主任、宁波大学岩石力学研究所所长的东阳人杜时贵再次入选。

杜时贵,1962年6月出生,东阳市南马镇人,研究生,博士,教授,浙江省特级专家,浙江省重点学科“岩土工程”学科负责人。中国致公党浙江省委副主委,十一届、十二届全国政协委员。先后在浙江工业大学、金华职业技术学院、浙江省建设职业技术学院、浙江工业职业技术学院,浙江理工大学、绍兴文理学院任教任职。2020年加盟宁波大学。

杜时贵长期从事岩土力学的研究,取得了丰硕的科研成果。先后主持了多项国家及省部级科研项目,发表了数百篇论文,获得多项国家专利,并获得了国家技术发明二等奖、浙江省科学技术一等奖等省部级科技奖励13项(均排名第一)。由于科研成果丰硕,杜时贵获得了地质领域最高奖—李四光地质科学奖,并获得2015年何梁何利科技进步奖。

用坚守与执着攻克科学难题

1984年,杜时贵毕业于中国地质大学地质系,并留校任教,之后获得中国地质大学硕士和浙江大学博士学位。

还在中国地质大学担任助教的时候,杜时贵就开始钟情岩石力学。高速公路、轨道交通、水电工程、坡坝、巷道等等的建设,都需要对岩石进行深入分析。岩石内部附存有地应力,包含着许多裂纹、节理、断层、夹层和晶体间的滑动面等。在杜时贵看来,岩石是“宝贝”,唯有摸透它、用好它,才能更好地为人类造福。反之,也会带来无可挽回的重大事故和灾难。

于是,他开始独自沉浸在旷野山川、浩瀚资料的寂寞中,深夜台灯下奋笔疾书的畅快里。他从野外带回一堆堆岩体试样,一头扎进岩石结构面粗糙度系数(JRC)及其工程应用的研究之中。JRC是岩石结构面抗剪强度的关键参数,几乎每一项涉及岩石的工程都离不开对它的有效评价。如何获取这关键的参数,一直是岩石力学研究者们努力攻克的难题。

传统的直剪试验法,是从野外选取岩体试样,经过取样、运输、加工、安装,再进行试验,整个过程周期长、成本高,且获得的参数准确度并不高。通常做法是将直剪试验结果人为地折减70%后应用于实际工程。对此,即使最先确立JRC理论的挪威地质学家Barton(1977年)也只是提出用经验估算法来解决。因缺乏检验,经验估算法也一直滞留在理论研究层面。

现代社会的高速发展,一个又一个重大重点工程,规划,论证、设计、建设……让杜时贵深感时间紧迫。他放弃无数个节假日,熬了无数个通宵,经常头顶烈日、脚踩泥泞赴野外勘察,采集原始数据,搜集数据资料。他终于发现JRC和结构面抗剪强度具有各质异性、各向异性、非均一性和尺寸效应等特征。

在历经漫长而痛苦的八年摸索研究后,1992年,杜时贵发表了第一篇学术论文《简易纵剖面仪及其在岩体结构面粗糙度系数研究中的应用》,他发明的简易纵剖面仪,用接触式方法绘制了世界上第一条野外现场的岩体结构面表面起伏形态连续曲线。这项创新成果在国家“八五”重点工程——黄河小浪底水库三个边坡工程应用中得到成功检验,1993年获得国家专利,同年获得质矿产部科技进步三等奖。

1993年,杜时贵来到浙江工业大学任教,第二年就成为该校历史上第一位破格晋升的副教授。1999年,37岁的他被晋升为教授。

曾先后担任过浙江工业职业技术学院院长、浙江理工大学副校长、绍兴文理学院副校长的杜时贵虽然校务繁忙,但始终对科研一往情深地执着与坚守,并不断在科研上实现突破和创新,在教学上取得成果和佳绩。截至2021年,他陆续完成了基于直剪试验的岩石结构面抗剪强度尺寸效应机理研究等多项国家及省部级科研项目,发表学术论文115篇,出版学术专著6部,获得国家专利授权40项,获省部级科技奖励12项。

杜时贵曾在1992年主持国家重大工程——小浪底水库边坡稳定性研究,1993年主持浙江省首条高速公路——甬台温高速公路隧道工程地质勘察工作,2004年主持国家唯一的特大型环保工程——国家地质处置库结构面力学特性研究。

由杜时贵研制发明的JRC系列测量仪,最小的仅10厘米,最大的有10米,在甘肃北山沙漠国家地质处置库、黄河小浪底水库、云川白鹤滩水电站、浙江甬台温高速公路等100多项国家和省重点工程中被采用,产生巨大的经济社会效益。

这些测量仪体积小、重量轻、携带方便,操作简便、速度快、精度高,适用于野外任意产状、任意方向、任意尺度的结构面测量,而且获取“参数”所需时间仅为传统方法的10%,所需成本仅为传统方法的10%~20%,达到国际领先水平,2007年获得了浙江省科技一等奖,2009年获得了第四届全国发明创业奖。

2011年,杜时贵拿下国家技术发明二等奖,并当选省特级专家。2013年,他被授予中国地质领域最高奖——李四光地质科学奖,评委会评价他是“我国非地质行业、非重点院校中坚持地质科学研究、取得重大成就而第一位获得此荣誉的科学家”。

科研成果能为社会创造价值是最值得高兴的事

在岩石力学领域,杜时贵实现了从源头创新,到开发新技术,再到编制工程建设标准、建立工程应用范例,最后进行岩石工程应用推广等一系列的集成创新,取得了突出的科研成果。

杜时贵说,得益于命运赐予他特殊的人生经历:10年科研启蒙阶段,他在中国地质大学养成了“科研即生活”的习惯;10年科研成长阶段,他在浙江工业大学领悟了“四两拨千斤”的科研方法;此后10年,他工作在高职院校,没有了科研目标压力,没有了科研考核束缚,只求学问不求成果,才得以潜心研究。

他说最困难的挑战是面临“三无”(没有良好科研平台、没有充足科研经费、没有固定科研团队),也更深切体会到学术环境和导师引领对科研人才的发展是多么重要,以致下决心着力于科研团队的培育和建设。

在绍兴文理学院,杜时贵创建了科研平台——绍兴文理学院国家重点实验室岩石力学与地质灾害实验中心。之后,因在结构面抗剪强度领域科学发现、技术发明和工程应用方面的系统性工作在国际上产生一定的影响,杜时贵又获得2015年度何梁何利奖,也是当年度浙江省唯一的获奖者,并且是浙江省第一位获奖的“三非”(非两院院士、非专业院所、非重点大学)人士。

何梁何利基金科学与技术进步奖自1994年设立以来,每年评选一次,被誉为“中国诺贝尔奖”,著名科学家钱学森、钱伟长、袁隆平、陈景润等均获得过这一奖项。

杜时贵说:“获奖并不是目的,科研成果被应用,得到社会的认可,为社会创造价值,才是最值得高兴的事。”

杜时贵的母校中国地质大学对这位校友予以高度评价,认为杜时贵发现并定义了JRC三大现象(各质异性、各向异性、非均一性),成功破解了长期困扰学术界的抗剪强度试验离散之谜。

国家最高科学技术奖获得者钱七虎院士认为,杜时贵教授主持完成的露天矿山边坡稳定性评价成果确实是革命性的创新研究成果。

杜时贵还通过系统研究,揭示抗剪强度基本特性,建立本性抗剪强度理论、方法,研制成功世界第一套单台多尺寸抗剪强度试验装备,发明抗剪强度野外快速精确获取技术,提出了国内外首部保障矿山边坡抗剪强度快速精确获取的技术标准。

作为岩体结构面粗糙度研究领域的知名学者,杜时贵在学术界有“粗人杜时贵”之称,他还是浙江省高速公路隧道工程地质勘察开创者和浙江省岩土力学与工程学会创办者,浙江省岩土力学与工程学会法人代表兼常务副理事长(主持学会日常工作)和中国岩石力学与工程学会常务理事。

2020年7月,“在结构面抗剪强度获取和边坡稳定评价理论、技术和实践方面取得重大突破”的杜时贵教授选择加盟宁波大学。宁波大学作为双一流高校的黑马,力学学科要成为世界一流建设学科,快速提升学科实力、引进高水平的学科带头人非常重要,杜时贵正是担负了这一重任。他说,未来的道路不可能一帆风顺,但自己和团队的成员会为此努力。

文字:江胜忠

编辑:吴裕慧

一审:徐力驰

二审:孔春林

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