朱伯芳院士
朱伯芳,著名水工結(jié)構(gòu)和固體力學(xué)專家,中國(guó)工程院院士。我國(guó)混凝土溫度徐變應(yīng)力、拱壩優(yōu)化及混凝土壩仿真的創(chuàng)建者和奠基人。提出非均質(zhì)彈性徐變體兩個(gè)基本定理及有限元徐變應(yīng)力隱式解法。提出了庫(kù)水溫度、溫度荷載及重力壩、拱壩、船塢、水閘、澆筑塊等一系列水工結(jié)構(gòu)溫度徐變應(yīng)力計(jì)算方法,建立了混凝土溫度應(yīng)力和溫度控制較完整的理論體系,提出了結(jié)束“無(wú)壩不裂”歷史的策略和技術(shù),并已在部分工程實(shí)現(xiàn)。提出了拱壩優(yōu)化數(shù)學(xué)模型和求解方法,用優(yōu)化方法設(shè)計(jì)的拱壩已建成170余座,可節(jié)約10%~30%。提出了混凝土壩仿真的一整套計(jì)算方法。提出的各種計(jì)算方法和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則獲廣泛應(yīng)用,納入我國(guó)重力壩、拱壩等設(shè)計(jì)規(guī)范的即有14種。
朱伯芳1928年10月17日出生于江西省余江縣馬崗下朱村的一個(gè)書香之家。其祖父朱際春老先生系前清秀才,一生以教書為業(yè);其父朱祖明先生,畢業(yè)于北平大學(xué)電機(jī)系,一生從事技術(shù)和教學(xué)工作。朱伯芳從小學(xué)到中學(xué),正值抗日戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期,生活與求學(xué)之路,顛沛流離,歷盡坎坷。敵寇入侵,國(guó)運(yùn)危殆,激勵(lì)著他勤奮學(xué)習(xí),各科成績(jī)一直名列前茅。
解放前江西余江極少工業(yè),當(dāng)?shù)乇容^現(xiàn)代化的設(shè)施只有一條浙贛鐵路。朱伯芳中學(xué)時(shí)代的人生目標(biāo),就是希望做一名鐵路工程師, 1948年從南昌一中高中畢業(yè)后,以第一名的成績(jī)考取上海交通大學(xué)土木系。進(jìn)入上海交大后,因?yàn)榻?jīng)濟(jì)拮據(jù),只好半工半讀,一邊讀書,一邊做家庭教師。大學(xué)生活開闊了眼界,他立志都市規(guī)劃建設(shè),大學(xué)三年級(jí)選擇了市政工程專業(yè)。然而,一場(chǎng)天災(zāi)改變了他的命運(yùn)。1950年淮河發(fā)生了歷史上罕見(jiàn)的洪水,國(guó)家成立了治淮委員會(huì),并決定華東、中南兩個(gè)大區(qū)所有大學(xué)土木、水利系的四年級(jí)學(xué)生,中斷學(xué)習(xí)參加治淮工程。朱伯芳被分配到了安徽,參加佛子嶺水庫(kù)連拱壩的設(shè)計(jì)。國(guó)家原定這批學(xué)生一年后回校繼續(xù)完成學(xué)業(yè),但一年期滿后,大壩的設(shè)計(jì)工作尚未完成,由于工作需要,他提前畢業(yè),留在了治淮委員會(huì)。從此,他徹底放棄了都市建設(shè)的夢(mèng)想,結(jié)束了求學(xué)生涯,開始了為之奮斗一生的水利事業(yè)。
在淮河,朱伯芳參加了我國(guó)第一批建造的佛子嶺、梅山、響洪甸三個(gè)混凝土壩的設(shè)計(jì)。為我國(guó)從無(wú)到有掌握現(xiàn)代混凝土壩設(shè)計(jì)技術(shù)作出了貢獻(xiàn),并有所創(chuàng)新。
1956年,黨中央提出向科學(xué)進(jìn)軍的方針,中央各部門均成立科研院所。水利部在北京成立了水利水電科學(xué)研究院,朱伯芳于1957年調(diào)至該院從事混凝土高壩的研究工作后,在我國(guó)開辟了混凝土溫度應(yīng)力和混凝土徐變兩個(gè)新的研究領(lǐng)域,建立了完整的計(jì)算分析和理論體系,取得了一系列國(guó)際領(lǐng)先水平的成果,已在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中廣泛應(yīng)用。“文革”期間,水科院被撤消,朱伯芳被下放至河南三門峽工地,在十分艱難的條件下,他仍夜以繼日地工作著,在有限元及溫度應(yīng)力等方面取得了豐碩成果。1978年他回到重建的水科院后,積極從事拱壩優(yōu)化、有限元仿真及溫度應(yīng)力等方面的研究工作,取得大量高水平成果。
朱伯芳獲得的主要獎(jiǎng)勵(lì)有:1956年,安徽省先進(jìn)工作者;1982年,以“水工混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力研究”獲國(guó)家自然科學(xué)三等獎(jiǎng)(第一獲獎(jiǎng)?wù)撸?984年,獲首批國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)科技專家稱號(hào);1988年,以“拱壩優(yōu)化方法、程序與應(yīng)用”獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(第一獲獎(jiǎng)?wù)撸?000年,以“混凝土高壩全過(guò)程仿真分析及溫度應(yīng)力研究”獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)(第一獲獎(jiǎng)?wù)撸?/FONT>
朱伯芳1995年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。曾先后當(dāng)選為第八、九屆全國(guó)政協(xié)委員?,F(xiàn)任中國(guó)水利水電科學(xué)研究院科學(xué)技術(shù)委員會(huì)副主任、水利部和國(guó)務(wù)院南水北調(diào)辦公室科學(xué)技術(shù)委員會(huì)委員、中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事,小灣拱壩等多個(gè)大型水利水電工程和設(shè)計(jì)院的顧問(wèn)。曾任中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事、國(guó)際土木與結(jié)構(gòu)工程計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)會(huì)理事、中國(guó)土木工程計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)學(xué)科評(píng)議組成員。
現(xiàn)代混凝土壩設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)秀實(shí)踐者
1949年以前,我國(guó)只有一座日本人建造的豐滿混凝土重力壩,沒(méi)有自行設(shè)計(jì)的混凝土高壩,中國(guó)在混凝土壩的設(shè)計(jì)和施工方面是一片空白。1951年至1956年,朱伯芳參加了我國(guó)第一批三座混凝土高壩——佛子嶺連拱壩、梅山連拱壩、響洪甸拱壩的設(shè)計(jì),并擔(dān)任響洪甸壩工組長(zhǎng)。佛子嶺是我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的第一座混凝土高壩,梅山是當(dāng)時(shí)世界上最高的連拱壩,響洪甸是我國(guó)第一座混凝土拱壩。在汪胡楨、曹楚生的領(lǐng)導(dǎo)下,朱伯芳與裘允執(zhí)、周允明、薛兆煒等一起,通過(guò)這三座大壩的建設(shè),掌握了現(xiàn)代混凝土高壩的一整套設(shè)計(jì)技術(shù),并有所創(chuàng)新。
早在1952年,朱伯芳就針對(duì)當(dāng)時(shí)國(guó)外壩工建設(shè)中,全壩均采用統(tǒng)一混凝土標(biāo)號(hào)的做法,提出了根據(jù)不同應(yīng)力水平,在壩體不同部位采用不同的混凝土標(biāo)號(hào)的理念,運(yùn)用于工程中后,節(jié)省了大量資金。此種做法如今已成為大壩設(shè)計(jì)中的常規(guī)理念;1953年,朱伯芳提出變厚度支墩壩應(yīng)力的彈性力學(xué)解法;1955年,朱伯芳提出了有熱源水管冷卻解法及澆筑層水化熱溫升理論解,該成果早在20世紀(jì)50年代末即已享譽(yù)國(guó)內(nèi)外。如前蘇聯(lián)1959年編制的三門峽重力壩設(shè)計(jì)書中即有以下記載:“本壩冷卻水管的計(jì)算,采用了中國(guó)朱伯芳方法……”。
1956年,由于在設(shè)計(jì)工作中的突出成就,朱伯芳當(dāng)選為安徽省先進(jìn)工作者。
混凝土溫度應(yīng)力的開拓者、結(jié)束“無(wú)壩不裂”歷史的關(guān)鍵技術(shù)
溫度應(yīng)力是水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。朱伯芳以他敏銳的洞察力,早在1955即在國(guó)內(nèi)首先開辟了混凝土溫度應(yīng)力和溫度控制的研究領(lǐng)域,并憑借他多年的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐和深厚的理論功底,闡明了混凝土溫度應(yīng)力的基本規(guī)律,建立了完整的計(jì)算分析和理論體系,提出了混凝土澆筑塊、基礎(chǔ)梁、船塢、水閘、重力壩、拱壩、孔口、庫(kù)水溫度、寒潮、水管冷卻等一系列溫度應(yīng)力研究成果和計(jì)算方法,廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程,其中11項(xiàng)成果已經(jīng)納入國(guó)家重力壩、拱壩、船塢、水工荷載、水工混凝土結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)規(guī)范。
以他本人成果為核心的《水工混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力與溫度控制》一書(75萬(wàn)字),是大體積混凝土方面的重要著作,在水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中發(fā)揮了重要作用,并獲得國(guó)內(nèi)外高度重視和廣泛好評(píng),1991年,日本建設(shè)省已將全書譯成日文。1982年,他以“水工混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力研究”,獲得國(guó)家自然科學(xué)三等獎(jiǎng)。此后,他又繼續(xù)在溫度應(yīng)力和溫度控制方面積極研究,發(fā)表技術(shù)論文30余篇,對(duì)通倉(cāng)澆筑常態(tài)混凝土重力壩、碾壓混凝土重力壩、碾壓混凝土拱壩的溫度應(yīng)力和溫度控制進(jìn)行了系統(tǒng)研究,于1999年出版了專著《大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制》(115萬(wàn)字)。
國(guó)內(nèi)外混凝土壩“無(wú)壩不裂”是長(zhǎng)期困擾水工界的一個(gè)世界性難題,朱伯芳對(duì)此進(jìn)行了長(zhǎng)期的系統(tǒng)研究。他先后提出了加強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量控制、優(yōu)化材料抗裂性能、適當(dāng)提高抗裂安全系數(shù)、嚴(yán)格控制基礎(chǔ)溫差和內(nèi)外溫差等指導(dǎo)思想,特別著重批判了廣為流行的混凝土齡期28d后無(wú)需表面保護(hù)的片面觀點(diǎn),強(qiáng)調(diào)多數(shù)情況下應(yīng)進(jìn)行全年保溫。在他指導(dǎo)下進(jìn)行溫控設(shè)計(jì)的江口拱壩和三江河拱壩,由于溫控措施得當(dāng),竣工數(shù)年未出現(xiàn)裂縫。三峽二期工程開始前,他建議加強(qiáng)表面保護(hù),采用上游面5cm、下游面3cm泡沫塑料長(zhǎng)期保溫,當(dāng)時(shí)未被工程采納,施工后產(chǎn)生了較多的裂縫。三峽三期工程采納了他的意見(jiàn),施工三年來(lái),未出現(xiàn)一條裂縫。全世界 “無(wú)壩不裂” 的歷史可望結(jié)束。
朱伯芳對(duì)溫度應(yīng)力和溫度控制研究的成果,主要包括以下幾方面:(1)冷卻水管計(jì)算方法:有熱源,非金屬水管,等效熱傳導(dǎo)方程;(2)澆筑塊溫度應(yīng)力:應(yīng)力影響線,應(yīng)力與塊長(zhǎng)的關(guān)系,相鄰壩塊高差;(3)重力壩溫度應(yīng)力:劈頭裂縫,無(wú)應(yīng)力條件,壩體加高新方法;(4)庫(kù)水溫度及拱壩溫度荷載;(5)碾壓混凝土拱壩溫度荷載與接縫設(shè)計(jì)方法,碾壓混凝土重力壩溫度應(yīng)力特點(diǎn)和同時(shí)考慮降溫、自重和水壓的算法;(6)船塢和水閘的溫度應(yīng)力;(7)基礎(chǔ)梁溫度應(yīng)力;(8)寒潮應(yīng)力;(9)氧化鎂混凝土筑壩的基本理論;(10)結(jié)束“無(wú)壩不裂”歷史的指導(dǎo)思想和工程措施及在江口拱壩、三江河拱壩和三峽工程中的實(shí)現(xiàn)。
混凝土徐變力學(xué)的深化與實(shí)用化
實(shí)際工程中的結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)為非均質(zhì)結(jié)構(gòu),其徐變影響問(wèn)題,過(guò)去一直沒(méi)有解決。朱伯芳首先給出比例變形條件,然后提出并證明了非均質(zhì)彈性徐變體的兩個(gè)基本定理,解決了非均質(zhì)結(jié)構(gòu)的徐變影響問(wèn)題:當(dāng)結(jié)構(gòu)符合比例變形條件時(shí),在外力的作用下,徐變不影響應(yīng)力,只影響變位。在溫度的作用下,徐變不影響變位,只影響應(yīng)力,而且可用松弛系數(shù)法計(jì)算;如果結(jié)構(gòu)不符合比例變形條件,則徐變對(duì)應(yīng)力和變位都有影響,而且不能采用松弛系數(shù)法計(jì)算。他提出的混凝土彈性徐變體有限元的隱式解法、子結(jié)構(gòu)法和簡(jiǎn)諧徐變應(yīng)力分析的等效模量法,使計(jì)算精度和計(jì)算效率得到很大提高,獲得廣泛應(yīng)用。他還提出了混凝土彈性模量、徐變度、應(yīng)力松弛系數(shù)等計(jì)算公式,均為我國(guó)新編水工混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范所采用。
此外,1960年,朱伯芳提出計(jì)算巖基內(nèi)地下結(jié)構(gòu)山巖壓力的新的思路和方法,即考慮巖體蠕變和地應(yīng)力計(jì)算山巖壓力的方法,比國(guó)外同類計(jì)算方法早提出4年,可惜該論文在1960年三峽科研會(huì)議上交流后,收入水科院論文集,而正值“三年困難時(shí)期”,論文被拖至1965年才正式出版,正式發(fā)表時(shí)間反而比國(guó)外的成果晚了一年。目前該方法已成為工程設(shè)計(jì)界廣泛接受的計(jì)算方法。
在對(duì)大壩混凝土應(yīng)力分析的過(guò)程中,施工過(guò)程對(duì)壩體應(yīng)力有重要影響。混凝土大壩是分層施工的,高壩的施工分層可達(dá)數(shù)百層之多,各層的材料性質(zhì)不同,并隨時(shí)間不斷變化。這種特點(diǎn),使得仿真分析計(jì)算十分困難。對(duì)此,朱伯芳提出了并層算法和分區(qū)異步長(zhǎng)算法,解決了這一關(guān)鍵問(wèn)題。
朱伯芳的一系列研究成果,使我國(guó)在混凝土徐變溫度應(yīng)力分析方面的研究工作,處于世界領(lǐng)先水平。
研究推廣有限元法,開辟混凝土壩仿真分析的研究領(lǐng)域
“十年動(dòng)亂”期間,朱伯芳被下放至河南省三門峽市郊的水利工地。逆境中他并沒(méi)有沉淪,從1972年開始,他聯(lián)合宋敬廷,把當(dāng)時(shí)國(guó)外剛剛興起的有限單元法引進(jìn)到國(guó)內(nèi)。朱伯芳的主要貢獻(xiàn)有:
(1)與宋敬廷合作,編制我國(guó)第一個(gè)不穩(wěn)定溫度場(chǎng)程序,第一個(gè)混凝土溫度徐變應(yīng)力程序(1972年),第一個(gè)彈性厚殼程序等5個(gè)有限元程序,并應(yīng)用于大量工程計(jì)算;(2)徐變應(yīng)力的隱式解法;(3)中國(guó)第一個(gè)混凝土壩仿真計(jì)算(1972年,三門峽底孔壩段);(4)提出了混凝土高壩仿真的一整套高效率、高精度的計(jì)算方法,包括并層算法、分區(qū)異步長(zhǎng)算法、并層壩塊接縫單元、水管冷卻等效熱傳導(dǎo)方程等;(5)撰寫出版《有限單元法原理及應(yīng)用》一書,為設(shè)計(jì)、科研、工程、教學(xué)發(fā)揮了積極的作用。
隨著時(shí)代的發(fā)展,有限元方法的推廣和計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐步普及,隨之而來(lái)的是混凝土壩仿真分析研究的實(shí)用性及可行性增強(qiáng),適用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,成果水平日益提高,從而為21世紀(jì)水利工程的設(shè)計(jì)和施工起到了關(guān)鍵性作用。目前,我國(guó)的高混凝土壩溫度應(yīng)力及溫度控制仿真分析水平,在世界上處于領(lǐng)先地位。已經(jīng)用這套方法,對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)十座大中型水電站進(jìn)行了溫度應(yīng)力及溫度控制仿真分析,所得成果,被廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)和施工。
2000年,他以“混凝土高壩全過(guò)程仿真分析及溫度應(yīng)力研究”,獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
拱壩優(yōu)化改變了拱壩設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)面貌
中國(guó)興建的拱壩很多,約占全世界的一半。拱壩的體形設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,且難度較大。過(guò)去主要依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試算,設(shè)計(jì)一個(gè)拱壩體形,往往需要幾個(gè)月甚至半年以上時(shí)間,效率低,又不經(jīng)濟(jì)。
從1976年開始,朱伯芳即探索用最優(yōu)化方法來(lái)進(jìn)行拱壩體形設(shè)計(jì)。由于問(wèn)題很復(fù)雜,當(dāng)時(shí)很多專家對(duì)此能否成功持懷疑態(tài)度。經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究,朱伯芳比較滿意地解決了此問(wèn)題,用優(yōu)化方法設(shè)計(jì)拱壩體形,只需3~5天時(shí)間,研究成果已獲得廣泛應(yīng)用,所建立的拱壩優(yōu)化模型已應(yīng)用于100多個(gè)工程,包括世界第一流拱壩的設(shè)計(jì),使得工作效率大大提高,一般可以節(jié)省投資10%~25%,效益顯著。用該方法優(yōu)化設(shè)計(jì)的瑞洋拱壩,是世界上第一座用優(yōu)化方法設(shè)計(jì)的拱壩,節(jié)約投資30.6%,已竣工十多年,運(yùn)行良好,被評(píng)為優(yōu)秀工程。1988年,“拱壩優(yōu)化方法、程序與應(yīng)用”獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),并被列為全國(guó)重點(diǎn)推廣的科技成果。課題組研制的拱壩優(yōu)化軟件,已向推向國(guó)外市場(chǎng)。
拱壩優(yōu)化問(wèn)題的難度較大,國(guó)外至今仍停留在研究階段,未能實(shí)用化。而朱伯芳的最大貢獻(xiàn),是將拱壩優(yōu)化完全實(shí)用化。他在該領(lǐng)域的主要研究成果是:(1)建立了合理而實(shí)用的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,充分考慮了實(shí)際施工的各項(xiàng)因素,使優(yōu)化結(jié)果既經(jīng)濟(jì)又切實(shí)可行;(2)提出了一整套高效的優(yōu)化解法——如內(nèi)力展開法,比目前國(guó)外的方法快8~10倍;(3)提出了拱壩動(dòng)力優(yōu)化方法,可在優(yōu)化中考慮地震荷載;(4)已優(yōu)化設(shè)計(jì)100余座拱壩,節(jié)約了巨額投資。如世界上第一座用優(yōu)化方法設(shè)計(jì)的拱壩——瑞洋拱壩,節(jié)約投資達(dá)30.6%;(5)主持編制的大型拱壩應(yīng)力分析和優(yōu)化程序ADASO,可廣泛應(yīng)用于各種類型的拱壩;(6)改進(jìn)了拱壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn);(7)提出有限元等效應(yīng)力法及相應(yīng)控制標(biāo)準(zhǔn),已被拱壩新設(shè)計(jì)規(guī)范采用。
為工程獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策,為國(guó)家諫言把關(guān)
作為國(guó)內(nèi)一流的水利工程專家,從上世紀(jì)50年代末開始,朱伯芳就經(jīng)常參加國(guó)內(nèi)一系列大型水利水電工程的評(píng)審和咨詢工作。他以一個(gè)科學(xué)家的真誠(chéng)與執(zhí)著,為工程獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策,為國(guó)家諫言把關(guān)。
在三峽工程大壩采用碾壓混凝土壩還是常態(tài)混凝土壩的問(wèn)題上,朱伯芳以他多年積累的對(duì)水工混凝土的認(rèn)知,本著實(shí)事求是、對(duì)工程負(fù)責(zé)的原則,力排眾議,堅(jiān)持提出了自己的建議:認(rèn)為就三峽的具體條件而言,不適于采取碾壓混凝土的澆筑方式。他的意見(jiàn)最終被工程采納,實(shí)踐結(jié)果證明,他的意見(jiàn)是正確的。
在混凝土壩的設(shè)計(jì)和施工中,如何正確地決定混凝土的強(qiáng)度指標(biāo),是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。1997年發(fā)布的《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5057和電力行業(yè)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》都停止使用混凝土標(biāo)號(hào),改用混凝土強(qiáng)度等級(jí)。朱伯芳認(rèn)為,混凝土強(qiáng)度等級(jí)用于工業(yè)民用建筑是合適的,而用于大壩是不合適的。正在編制中的水利行業(yè)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》和電力行業(yè)《混凝土拱壩設(shè)計(jì)規(guī)范》,原稿本擬改用混凝土強(qiáng)度等級(jí),經(jīng)朱伯芳提出建議后,已決定不采用混凝土強(qiáng)度等級(jí),繼續(xù)沿用混凝土標(biāo)號(hào)。這一決定對(duì)我國(guó)今后的混凝土壩設(shè)計(jì)和施工將產(chǎn)生重要的影響。
另外,朱伯芳對(duì)特高拱壩安全系數(shù)的建議,已被目前建設(shè)中世界最高的小灣拱壩采納。朱伯芳還以他強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感,積極參與到各項(xiàng)社會(huì)活動(dòng)之中,對(duì)我國(guó)目前關(guān)于防洪、退田還湖、封山育林、科技體制改革等涉及到的問(wèn)題,在各個(gè)不同的場(chǎng)合,積極諫言,參政議政。
善于學(xué)習(xí) 勤于思考 源于實(shí)踐 勇于創(chuàng)新
兩院院士中的絕大多數(shù)人,都是從國(guó)外留學(xué)歸來(lái),或在國(guó)內(nèi)取得博士、碩士學(xué)位,而朱伯芳只讀了三年大學(xué),嚴(yán)格說(shuō)來(lái)大學(xué)都未畢業(yè),用他自己的話來(lái)說(shuō),之所以能夠作出一些成績(jī),主要靠三條:(1)重視工程實(shí)踐;(2)勤奮;(3)勇于進(jìn)取。
朱伯芳思維敏捷,才智過(guò)人,工作勤奮。他1951年從上海交大提前畢業(yè)參加治淮,大學(xué)3年中,數(shù)學(xué)只學(xué)過(guò)內(nèi)容很淺的微積分和常微分方程,力學(xué)只學(xué)過(guò)材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué),連水工結(jié)構(gòu)和彈性力學(xué)都沒(méi)有學(xué)過(guò)。參加工作后,一直忙于工作,從未得到過(guò)進(jìn)修機(jī)會(huì),但他幾十年如一日?qǐng)?jiān)持“白天好好工作,晚上好好學(xué)習(xí)”的信條,在繁重的設(shè)計(jì)和科研工作之余,利用業(yè)余時(shí)間,爭(zhēng)分奪秒地系統(tǒng)學(xué)習(xí)與工作有關(guān)的基本理論與科技文獻(xiàn)。剛參加工作初期,身處大別山腹地,非常閉賽,沒(méi)有書店,沒(méi)有圖書館,想買書都買不到。朱伯芳就利用同事出差、探親到大城市的機(jī)會(huì),開出長(zhǎng)長(zhǎng)的書單,托他們代為買書。工夫不負(fù)苦心人,勤奮學(xué)習(xí)的結(jié)果,使得他在迅速積累工作經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),急劇提高了自己的理論水平。早在1953年,他就用彈性力學(xué)求出了變厚度支墩壩應(yīng)力的理論解,在1955年,用拉普拉斯變換、貝塞爾函數(shù)和積分方程給出了有熱源水管冷卻和澆筑層水化熱溫升的理論解。這些在50年后的今天仍不斷被人們引用的高水平的成果,表明他當(dāng)時(shí)不但掌握了現(xiàn)代壩工設(shè)計(jì)技術(shù),還具備了精湛的理論水平。
文革10年下放三門峽工地,既沒(méi)有科研設(shè)備,科研任務(wù)也很少,全家人住在土坯砌筑的簡(jiǎn)易工棚中,連炊飯用煤都要自己拉板車到幾十里外的三門峽市去購(gòu)買。生活上的艱苦和工作上的無(wú)事可干,使得不少善良的人們逐漸消沉下去。然而朱伯芳不顧客觀條件的艱難,選擇了自強(qiáng)不息的道路。10年里,在大山深處最簡(jiǎn)陋的土坯房中,夜以繼日地研究著當(dāng)時(shí)世界最先進(jìn)的有限元和拱壩優(yōu)化,主編了5個(gè)有限元程序,出版了兩本專著,發(fā)表了20多篇論文,為一系列水利工程提供了大量研究成果。他的一系列著作,在幾十年后的今天,仍被大量應(yīng)用。如今朱伯芳已是年逾古稀的老人,仍孜孜不倦,堅(jiān)持學(xué)習(xí),思維仍十分銳利清晰,始終引領(lǐng)本專業(yè)方向。以至于他周圍的許多年輕人,都感嘆跟上他的思維節(jié)奏不是一件容易的事情。
難能可貴的是,與純粹的理論家和單純的實(shí)踐家不同,朱伯芳集兩者為一身,將水工混凝土結(jié)構(gòu)的理論和實(shí)際完美的結(jié)合在一起,造就出我國(guó)杰出的水利工程和固體力學(xué)專家。他的個(gè)人經(jīng)歷,涉及設(shè)計(jì)、施工、科研各個(gè)領(lǐng)域。從朱伯芳身上,我們看到了科學(xué)家兼工程師的許多優(yōu)良品質(zhì)。他不斷開拓新的研究領(lǐng)域,始終站在科學(xué)研究的第一線。為了摸清生產(chǎn)中存在的問(wèn)題,他幾乎跑遍了國(guó)內(nèi)所有混凝土壩工地;面對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,他廣泛涉獵周圍學(xué)科,跟蹤國(guó)際新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì);他緊密聯(lián)系實(shí)際,勇于開拓,不斷為我國(guó)水利工程的設(shè)計(jì)、科研和施工提供一系列開拓性的成果。
朱伯芳個(gè)性剛毅,脾氣耿直,性情直爽。由于這種性格,他身處逆境不氣餒,在十年動(dòng)亂人生境遇最困難的時(shí)期,仍自強(qiáng)不息,積極研究有限元方法、拱壩優(yōu)化及混凝土筑壩技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題,奠定了日后事業(yè)的輝煌;也還是由于這種性格,他能抓住關(guān)鍵、獨(dú)立思考、堅(jiān)持原則、不隨大流,在許多重大問(wèn)題上提出自己獨(dú)到的見(jiàn)解。
朱伯芳熱情關(guān)懷年輕人的培養(yǎng)與成長(zhǎng),循循善誘,不遺余力。他擔(dān)任20多年研究生導(dǎo)師,培養(yǎng)出一批博士、碩士,如今都是各自崗位的骨干力量。他開創(chuàng)的混凝土溫度應(yīng)力、混凝土徐變和拱壩優(yōu)化三個(gè)研究領(lǐng)域,造就了許多專業(yè)人才。他關(guān)心周圍同事的成長(zhǎng),嚴(yán)格要求身邊的每一個(gè)人。朱伯芳經(jīng)常告誡他的學(xué)生們,要“勤于工作,勤于學(xué)習(xí),勤于思考?!币髮W(xué)生做到的,他自己首先做到。他對(duì)工作抓得很緊,分秒必爭(zhēng),全身心投入。他的工作效率極高,雖年逾古稀,仍主持著國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目,每年在國(guó)內(nèi)外刊物上發(fā)表5~6篇論文。所有文章的中英文都是他親自撰寫,其中的計(jì)算方法和公式大都是他親手推導(dǎo)。
朱伯芳常對(duì)年輕人說(shuō):“對(duì)于一個(gè)科技工作者來(lái)說(shuō),勤于工作,勤于學(xué)習(xí)是必要的,但光有這兩條還不夠,還要勤于思考?!?“生活中不乏這樣的人,工作和學(xué)習(xí)都很勤奮,讀了不少書,看了不少文獻(xiàn),搞了多年的研究工作,但好的科研成果不多,為什么?一個(gè)重要的原因是思考不夠?!彼且粋€(gè)勤于思考的人,對(duì)于自己的研究課題,他常常提出比較高的目標(biāo),然后反復(fù)琢磨;對(duì)于一個(gè)問(wèn)題,他經(jīng)常是把各種影響因素找出來(lái),梳理排序,并在研究工作中從不同角度反復(fù)思考、探究。他非常重視對(duì)中間成果的檢查分析,以便從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。朱伯芳把他的畢生精力和智慧,都奉獻(xiàn)給了中國(guó)的水利水電事業(yè),碩果累累,從而得到人們的尊敬和推崇。
(作者:胡平)
簡(jiǎn) 歷
1928年10月17日 出生于江西省余江縣。
1948年~1951年 上海交通大學(xué)土木工程系學(xué)習(xí)。
1951年~1956年 參加治淮工程,先后參加了安徽佛子嶺、梅山、響洪甸三水庫(kù)的設(shè)計(jì),任技術(shù)員、工程師、壩工組長(zhǎng)。
1957年~1969年 水利電力部水利水電科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)材料研究所任工程師、組長(zhǎng),從事混凝土高壩研究,在我國(guó)開辟了混凝土溫度應(yīng)力、混凝土徐變理論等新的研究領(lǐng)域。
1969年~1978年 水利電力部第十一工程局勘測(cè)設(shè)計(jì)研究大隊(duì)任工程師、課題組長(zhǎng),從七十年代初開始,積極推廣有限單元法;從1976年開始,開辟了拱壩優(yōu)化這一新的研究領(lǐng)域。
1978年~ 至今 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院教授級(jí)高級(jí)工程師、博士生導(dǎo)師、研究室主任、兼任水利部和國(guó)務(wù)院南水北調(diào)辦公室科學(xué)技術(shù)委員會(huì)委員,1984年被授與首批國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)科技專家稱號(hào),1995年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士,第八、九屆全國(guó)政協(xié)委員。
主要論著
1 朱伯芳,有內(nèi)部熱源的大塊混凝土用埋設(shè)水管冷卻的降溫計(jì)算,水利學(xué)報(bào),1957,4:87-106。
2 朱伯芳,王同生,丁寶瑛,重力壩和混凝土澆筑塊的溫度應(yīng)力,水利學(xué)報(bào),1964,1:30-34。
3 朱伯芳,在混合邊界條件下非均質(zhì)粘彈性體的應(yīng)力與位移,力學(xué)學(xué)報(bào),1964,2:162-167。
4 朱伯芳,粘彈性介質(zhì)內(nèi)地下建筑物所受的山巖壓力,水電科學(xué)院論文集第五集,1965:83-96。
5 朱伯芳,王同生,丁寶瑛,郭之章,水工混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力與溫度控制,水利電力出版社,1976.
6 朱伯芳,基礎(chǔ)梁的溫度應(yīng)力,力學(xué),1979,3:200-205。
7 朱伯芳,軟基上船塢與水閘的溫度應(yīng)力,水利學(xué)報(bào),1980,6:23-33。
8 朱伯芳,黎展眉,雙曲拱壩的優(yōu)化,水利學(xué)報(bào),1981,2:11-21。
9 朱伯芳,混凝土結(jié)構(gòu)徐變應(yīng)力分析的隱式解法,水利學(xué)報(bào),1983,5:40-46。
10 朱伯芳,黎展眉,張璧城,結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用,水利電力出版社,1984.
11 朱伯芳,論拱壩的溫度荷載,水力發(fā)電,1984,2:23-29。
12 朱伯芳,庫(kù)水溫度估算,水利學(xué)報(bào),1985,2:12-21。
13 朱伯芳,不穩(wěn)定溫度場(chǎng)有限元分區(qū)異步長(zhǎng)解法,水利學(xué)報(bào),1985,8:46-52。
14 朱伯芳,大體積混凝土表面保溫能力計(jì)算,水利學(xué)報(bào),1987,2:18-26。
15 朱伯芳,考慮水管冷卻效果的混凝土等效熱傳導(dǎo)方程,水利學(xué)報(bào),1991,3:28-34。
16 朱伯芳,碾壓混凝土拱壩的溫度控制與接縫設(shè)計(jì),水力發(fā)電,1992,9:11-17。
17 Zhu Bofang, Jia Jinsheng, Rao Bin and Li Yisheng, Shape optimization of arch dams for static and dynamic loads. Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol.118,No.11, Nov. 1992, pp.2996-3015.
18 朱伯芳,多層混凝土結(jié)構(gòu)仿真應(yīng)力分析的并層算法,水力發(fā)電學(xué)報(bào),1994,3:21-30。
19 朱伯芳,許平,碾壓混凝土重力壩的溫度應(yīng)力與溫度控制,水利水電技術(shù),1996,4:18-25。
20 朱伯芳,有限單元法原理及應(yīng)用(第二版),中國(guó)水利水電出版社,1998.
21 朱伯芳,許平,通倉(cāng)澆筑常態(tài)混凝土和碾壓混凝土重力壩的劈頭裂縫和底孔超冷問(wèn)題,水利水電技術(shù),1998,10:14-18。
22 朱伯芳,大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制,北京:中國(guó)電力出版社,1999.
23 朱伯芳,關(guān)于我國(guó)防洪問(wèn)題的一些思考,科技導(dǎo)報(bào),1999,4:53-54。
24 朱伯芳,論微膨脹混凝土筑壩技術(shù),水力發(fā)電學(xué)報(bào),2000,3:1-12。
25 朱伯芳,拱壩應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)研究,水力發(fā)電,2000,12。
26 朱伯芳,高季章,陳祖煜,厲易生,拱壩設(shè)計(jì)與研究,北京:中國(guó)水利水電出版社,2002.
27 朱伯芳,微膨脹混凝土自生體積變形的增量型計(jì)算模型,水力發(fā)電,2003,2。
28 朱伯芳,混凝土絕熱溫升的新計(jì)算模型與反分析,水力發(fā)電,2003,4。
29 朱伯芳,解決重力壩加高時(shí)溫度應(yīng)力的新思路和新技術(shù),水力發(fā)電,2003,11。
30 朱伯芳,許平,加強(qiáng)混凝土壩面保護(hù),盡快結(jié)束“無(wú)壩不裂”歷史,水力發(fā)電,2004, 3。
31 朱伯芳,論壩工混凝土標(biāo)號(hào)與強(qiáng)度等級(jí),水利水電技術(shù),2005,8。
32 朱伯芳,張國(guó)新,楊衛(wèi)中,楊波,許平,應(yīng)用氧化鎂混凝土筑壩的兩種指導(dǎo)思想和兩種實(shí)踐結(jié)果,水利水電技術(shù),2005,6。
33 朱伯芳,論混凝土壩的抗裂安全系數(shù),水利水電技術(shù),2005,7。
參考文獻(xiàn)
[1] 周道一,童翊漢,敢為世界先,《心橋》,2000,5。
[2] 董福品,厲易生,賈金生等,才思敏捷 勇于開拓 辛勤耕耘 碩果累累,工程力學(xué),Vol.12,No.4, Nov. 1995。
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