吳慧明：“匠心筑夢”的“土”專家

楊芝

“我來當你們的‘店小二’‘推銷員’！”2019年3月5日，浙江省委副書記、寧波市委書記鄭柵潔在浙江開天工程技術有限公司走訪調研時，對總經理吳慧明博士如是說。

而這已經是鄭書記在短短兩個月內，第三次會見吳慧明博士了。

今年1月8日，在2018年度國家科學技術獎勵大會上，吳慧明博士參與主攻的“復合地基理論、關鍵技術及工程應用”獲國家科學技術進步獎一等獎。這是寧波土木工程行業(yè)首個國家科技大獎。

“它不僅僅有核心理論體系，還有多項關鍵技術和眾多重大工程應用。復合地基技術經過30年科技攻關，已在國內外高速公路、高速鐵路、市政道路、港航等工程建設領域取得了廣泛應用。我國京津城際、京滬高鐵等重大項目，均采用了這一技術。它突破了傳統(tǒng)地基處理多項技術瓶頸，實現(xiàn)了地基的快速、經濟處理，現(xiàn)已成為現(xiàn)代地基基礎工程三大基礎形式之一，研究水平位于世界前列，經濟效益和社會效益巨大。”——這個意義重大的課題，憑此奠定了它在國際巖土工程領域的突出地位。

不僅如此，公司自主研發(fā)的高壓氣溶膠排水固結技術已廣泛應用于渣土、淤泥、泥漿等處理，創(chuàng)造了巨大的經濟效益和社會影響。吳慧明，這位潛心研究巖土20多年的“土”專家也逐漸為人所熟知，鄭書記盛贊她“真正把論文寫在了大地上”。

然而，面對接踵而至的榮譽，吳慧明顯得非常平靜：“我只是一個玩土的人，這是我一輩子的熱愛。”

打破固定思維 開創(chuàng)行業(yè)先河

什么是“復合地基理論”？對于這個深奧晦澀的學術用語，吳慧明有一個淺顯易懂的解釋：“一只20厘米高的大蛋糕（即軟土），十分松軟，人沒有辦法站上去。但如果在蛋糕中間插上一些筷子，墊上一塊板，或者在上面鋪點沙子，這樣人就能站上去了。我們五六十名博士、研究生就是做這樣一件事情：專門研究筷子的直徑、長度、間距、插法，使蛋糕（軟土）的穩(wěn)定性和承載率達到需求。”

在我國，大量存在著各種軟弱地基，主要分布在沿海地帶，或者靠近湖泊的區(qū)域，如環(huán)渤海軟土、長三角軟土、海峽西岸軟土、珠三角軟土、昆明軟土……如何提高其承載力和穩(wěn)定性，有效控制沉降，是工程建設中的難點所在。

長久以來，專家們研究的重點都是圍繞著“蛋糕上加塊板”，即土表層加混凝土板，也就是所謂的“剛性基礎”。這樣一來，就可以在上面加蓋建筑物了。

然而，上世紀90年代，吳慧明在參與杭甬、上三線等高速公路工程中卻意外地發(fā)現(xiàn)，原有的復合地基理論顯現(xiàn)出了諸多不適應性。“這一理論一旦應用到高速公路上，會產生路基沉降變形較大、承載力不足等安全問題。”

面對這個令全國專家都毫無頭緒的難題，吳慧明并未退縮。她一邊從工程一線搜集大量數(shù)據(jù)，一邊潛心研究理論體系。彼時，吳慧明師從中國頂尖的土木工程專家龔曉南院士。在導師的精心指導下，經過自己廢寢忘食的實驗研究，她創(chuàng)造性地將“復合地基”分為了剛性基礎復合地基和柔性基礎復合地基，開創(chuàng)了柔性基礎復合地基領域的研究，首創(chuàng)了一套復合地基工程關鍵技術，進一步完善了復合地基理論。吳慧明的博士論文《剛性基礎與柔性基礎下復合地基性狀研究》（2000年）是復合地基研究的最為重要的核心經典，時至今日仍在國際巖土領域處于領先地位。

更為可喜的是，這一理論給我國現(xiàn)存大量軟土地基帶來了解決方案，項目成果目前已直接應用于15個省（市、區(qū)）的95項工程，包括13條高速鐵路和30余條高速公路，近三年累計創(chuàng)造經濟效益35.38億元。其中，不少“首個”“第一”的工程都與它有關，如我國首條高速鐵路——京津城際高速鐵路，一次性建成最長的高速鐵路——京滬高速鐵路，第一條嚴寒地區(qū)的高速鐵路——哈大高速鐵路，第一條拓寬的高速公路——廣東省廣州—佛山高速公路，展現(xiàn)了該理論的強大生命力。

知行合一 把論文寫在工程上

謙虛、務實是吳慧明給人的最大印象。雖然諸多榮譽加身，最近她又晉身國家“萬人計劃”科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才之列，成為國內巖土工程領域的中青年杰出領軍人才，她卻并不因此自滿自得，反而對自己的要求更為嚴苛。“在巖土領域工作的女性很少，即使有，也大多從事理論研究，工地上幾乎看不到女性。”作為一名女性科學家，吳慧明一直就是那個沖在一線的“例外”。

說起自己的專業(yè)，吳慧明的眼中充滿了自豪。她說，巖土是個“萬金油”，水利、交通、港口等各個領域都離不開它。而巖土研究則是一門“科學技術”的學科，沒有工程一線經驗很難進步。于是，大學畢業(yè)后她一邊師從浙江大學龔曉南院士攻讀博士學位，一邊在寧波大學教書，同時奮戰(zhàn)在土木工程一線，積累下大量的理論和實踐經驗。后來，為了更加深入工程一線，她還不惜從高校離職，與丈夫陳浩軍一起從零開始創(chuàng)辦企業(yè)。

“工程不分男女，不會有人因為你是女性就降低要求。一年四季，頂烈日，冒風雨，無時無刻都要留意周圍的安全。在工地摸爬滾打，孩子早產了一個月。臨產那天，我還在工程一線解決問題。”吳慧明說，那些日子吃過的苦，終于換來了今天的甜。

直到現(xiàn)在，吳慧明仍然每天都到工地去，親自做勘察，做分析。也正是這20多年的工程一線經驗，讓吳慧明成為行業(yè)翹楚，在巖土領域開創(chuàng)了自己的一片天地。其中，她主持的“高壓氣溶膠排水固結技術的研究”項目對巖土工程領域的核心基礎理論——排水固結理論進行了重新構建，建立了立體的排水固結系統(tǒng)，整合了巖土、機械、自控、材料等多個學科。

“軟土的含水量高，排水固結的過程，就像是一個如何將豆腐花變成豆腐，再變成香干的過程。”以往的排水方法，通常是往土里打入排水體，然后在表層加壓，將水擠出，類似于老百姓家里冬天腌菜一般，在腌菜的大缸上壓一塊大石頭。另一種方法是在土下附上一塊超真空膜，再將水抽出來。但要遇到幾十米深的“菜缸”呢？這兩種方法存在的缺點是：主要將壓力放在土上面，另外只有一個豎向排水體，導水速度慢。“遇到一些工期緊的項目，這個方法就顯得不合時宜了。”吳慧明說。

“我們將原有理論進行全新重構，創(chuàng)造性建立了高效的三維立體排水固結技術。”吳慧明說。他們的方法是既可以在地面加荷載，也可以把荷載放到地下去。不僅有豎向排水通道，還加入了橫向排水。依靠高壓氣溶膠，荷載實現(xiàn)了由地面轉向地底。“等于是把一大缸腌菜切割成一塊塊的小東西，化整為零，這樣更有利于排水。”

換言之，“高壓氣溶膠排水固結技術”將原來一維的、地表的平面加壓，改進成三維的、立體的施壓。這項創(chuàng)新經院士和專家鑒定，確認其為“國內外原創(chuàng)，國際領先”。

實踐跑在理論前面，是吳慧明一貫的工作作風，也是她長年“折騰”在工程一線的結果。如今，這一技術已在北侖萬人沙灘地基處理、我國最大污泥處理工程沈陽祝家污泥堆存減量處置、中央環(huán)保督查紹興賀家池泥漿坑處置等項目中獲得成功應用，并取得了很好的經濟、社會效應，被評為“第四屆浙江省巖土力學與工程學會科學技術獎特等獎”。“在將建筑渣土、棄土變廢為寶的同時，也節(jié)約、保護了山體資源，未來，這項技術將會發(fā)揮出更大的社會、經濟、科技效益。”吳慧明興奮地對記者說。

2018年6月，她還和龔曉南等巖土相關領域的諸位院士，在寧波梅山成立了浙江濱海巖土工程與地下空間開發(fā)利用新技術研究院，由錢七虎院士領銜，8位院士組成學術委員會，開展巖土工程前沿新技術的研究開發(fā)工作，目前已申請專利27項。

“將論文寫在工程上”，2018年榮獲國家最高科學技術獎的錢七虎院士這樣贊譽吳慧明。■