世界地震工程

“造地震”的追梦人

 

转自:9月29日《新华每日电讯》

作者:新华每日电讯记者白佳丽、宋瑞

“未来,这里也许总发生着‘8级地震',但不远处的校园仍会风平浪静。我们‘制造'的‘地动山摇',是为了让世界更加平安美好。”在天津大学北洋园校区里,青年学者燕翔指着约10层楼高的巨型钢结构建筑畅想。

这是我国地震工程领域首个国家重大科技基础设施——大型地震工程模拟研究设施项目,被誉为继“中国天眼”、广东散裂中子源等之后的又一“国之重器”。十年来,一批“造地震”的青年学者,攻克一个个科学难关,用担当散发青春之光芒。

↑海报制作:方金洋

十年磨一剑:“造地震”的年轻团队

为什么要“造地震”?

“汶川大地震的伤亡令人痛心。我们想从科学的角度搞清楚,为我们遮风避雨的楼房在地震中的薄弱环节到底在哪里?怎样才能抵御地震的破坏?”大型地震工程模拟研究设施建设管理办公室科学工艺部成员、天津大学青年教师燕翔说。

但科研的第一步,就卡在了研究平台的制约上。“实际发生的强地震相对较少,靠真实的地震来获取研究数据,不仅机会非常少而且周期长。用以开展抗震模拟研究的地震模拟振动台虽然解决了这一问题,但因其规模较小或实验功能单一,无法满足我国重大工程对抗震安全的迫切需求。”燕翔解释。

于是从2008年起,天津大学的学者们坚定了一个信念:建立一个能“造地震”的重大科技基础设施。

从能不能,到怎么能,从理论到实践,经过科学家们十年酝酿,以及上百次论证,终于在2018年8月,我国地震工程领域首个国家重大科技基础设施——大型地震工程模拟研究设施由国家发改委批复立项。项目由天津大学牵头建设,建成后将成为世界最大的、功能最强的重大工程抗震模拟研究设施。

“我们这个设施占地100亩,最大埋深达18米,地上钢结构高38米,超过10层楼高。在设施内部可以建一个5层楼高的真实建筑,看它在我们的模拟地震中会发生什么。”燕翔说。

而推动项目一步步取得进展的科研团队,平均年龄只有36岁。

“为了让项目建设精准完成,我们制定了详细的工作计划,甚至把日程安排具体到每一天。每个阶段的规划都与上一个阶段的规划环环相扣,完善每一处细节,按时完成每一项节点任务。”燕翔说。

↑6月,大型振动台钢结构屋架拼装现场。(受访者供图)

实践出真知:住在工地的两年

28岁的何金明从研究生期间就开始参与到项目中。

“我已经在工地住了近2年时间。每天一推开窗,就能看到项目的进展,像是在记录一个孩子的成长。”大型地震工程模拟研究设施建设管理办公室工程管理部成员、天津大学青年教师何金明说。

从2019年10月项目动工伊始,一张简易床、一个办公桌,是他屋内仅有的几个“大件”。每周只有项目例会时,他才能“走出工地,看看世间的繁华”。“一到冬天,我住的活动板房里的温度和屋外一样冷,电暖气是唯一的依靠。偶尔遇上停电,只有蜷缩成一团再盖上好几层棉被才能睡着。”

对年轻的科研工作者来说,生活的难题容易克服,建设的难题则需要“逢山开路,遇水修桥”的智慧。

“我们常说,这个项目是一本土木工程的‘百科全书'。”何金明说,因为世界范围内可遵循的建设经验不多,很多难题是第一次面对,“所以我们日常的工作就是解决一个个新问题,面对一个个新挑战。”

为了将停留在纸面的科学设想落在实处,何金明和参与现场建设的工人们成了紧密合作的好友。“我们在科学层面及时解决问题,工人们在实践中现场检验,我喜欢和他们聊天,他们的经验非常多。”

对于“造地震”,最重要的是“打地基”,所谓“地基不稳,实验不准”。因而施工过程中出现的一点小纰漏,都可能极大地影响未来实验的精准度。

“我们要让重量堪比‘400头大象'的实验物经历‘地震',但运动的精度却要求是毫米级别的,难度可想而知。”大型地震工程模拟研究设施建设管理办公室科学工艺部成员、天津大学青年教师刘铭劼解释说。

为了精准,在去年的地下施工阶段,2万立方米的混凝土进行了一次性浇筑,混凝土浇筑设备连续运转了60多个小时。“将近300人明确分工,团队成员轮岗值守,实时监测混凝土的性能指标,严格控制温度的影响,才能确保地下特大设备基础的一体性。”刘铭劼说。