杨强在介绍“变形加固理论”演算情况

从1981年考取清华大学并留校工作至今,从一个普通教师不断钻研,一路勇攀学术高峰,发现了变形加固理论,在岩石力学界产生重要影响,为国家的水利水电建设做出了杰出贡献,他就是清华大学教授杨强。

在清华大学接受采访时,在杨强教授看似轻描淡写地叙述过往中,那份学者激情满怀、孜孜以求、奋发向上的气质和情怀跃然眼前、充满力量。

不断发问的激情

杨强的童年是辛苦的,也是幸运的,处于大转折、大变革时代,赶上了国家恢复高考的大好机遇。

那时的杨强和同时代的人一样,充满了对知识的渴求,那种靠学习改变命运的欲望十分强烈。他的老师教学十分负责,善于启发式教学,经常以发问式开启学生心智,物理课老师以教学实验激发学生对物理知识的兴趣,多管齐下让学生不断发掘自身潜力。杨强也许天生对学习知识比较敏感,对每个科目的基本概念掌握比较牢靠,在完成基本作业任务之时,他还常常会与老师探讨一些相对深入的问题,主动提出自己的一些疑问,老师也都会很热情地予以解答。

1981年参加高考,全班仅有两位同学考上大学,杨强被清华大学水利水电工程系录取。“无论是对学习兴趣的培养还是对知识的敬畏,与弥勒那份深厚的文化底蕴滋养无法分开。”回味这段历程,杨强感慨良多。

勇攀高峰的坚韧

对于各路精英争相慕名而来的清华,自然是人才济济,进入大学的杨强,在班里考分只是中等。面临着学业竞争和人生跃迁的更大压力,杨强总能泰然处之,参加过抗美援朝的父亲那种独立思考和永不言败的精神气质让他受益终身。

清华大学的水利工程专业素以严谨务实为人所称道,任职老师自然极为严格。从入学开始,杨强就感受到了这份严谨求实的作风,一直在导师的言传身教下不断成长。本科毕业后,杨强顺利考上研究生,致力于高拱坝工程和岩石力学研究。杨强见证了国家水利水电的巨大发展与变迁:他刚上大学时我国高拱坝高度不足百米,如今达300米,已全面领跑国际坝工建设。

在多年的实践教学与现场指导工程建设过程中,杨强保持着不断探索的激情,坚韧不拔钻研问题,秉持着“设计是工程的灵魂、科研是设计的灵魂”这一理念,持续解决了一个又一个前进路上的困难。在国家水利水电开发涉及大量超大规模的高坝坝基、高边坡、大型地下洞室群等岩体工程建设中,工程实践表明,现有稳定、加固、监测分析方法的有效性亟待提高。针对这一严峻困难,杨强不避不让,而是迎难而上,带领团队深入研究,集中力量攻克难关,建立了岩体非平衡演化结构所遵循的最小塑性余能原理,为岩石力学中经典的“新奥法施工”学说奠定了理论基础。

杨强进一步研究发现,过应力的等效节点力是弹塑性有限元分析中的不平衡力,它是岩体结构稳定所需的加固力,而最小塑性余能则说明由此确定的加固力分布为全局最优加固配置,由此确立了岩体非平衡演化精细过程控制的理论基础。由此发展的“变形加固理论”在我国特高拱坝和坝基加固设计上得到全面应用,研究成果编入新版《水工设计手册》,并获得国家科技进步奖二等奖。

实业报国的情怀

水利水电的发展也是国家实力发展的重要标志之一,推动水利水电工程建设需要有一批类似杨强这样务实担当的学者提供理论指导和学术支撑。

学术永无止境,探索与钻研需要保持永远在路上的状态。采访中,在杨强教授的带领下,记者一行实地参观其带领团队进行实战推演、模拟工程的试验基地。一串串复杂的数学公式,为破解工程建设的各个难题提供着理论指导。在一个新建高拱坝工程的模型实验室里,杨强教授仔细介绍了“变形加固理论”的实践价值,以及对工程建设从设计到施工的指导作用,对理论如何为各项工程科学有序施工、安全稳固运行提供保障作了推演。他说,一遍遍地分析演算,一次次地通过模型开展受力分析,只有更加逼近真实工作形态,才能确保各项工程更加安全,质量更有保障。

高拱坝安全系于坝基,坝基裂隙岩体可能算是最复杂的工程材料。杨强将非平衡热力学力学及损伤力学理论用于描述裂隙岩体,他发展了Rice的多尺度非线性非平衡态热力学理论,在国际上首次揭示出Ziegler的最大耗散原理对应于Rice的微观内变量的齐次演化律,实现了内在动力机制的多尺度变换,据此建立起基于共轭力的裂隙岩体组构张量演化律,所发展的基于热力学的损伤力学理论框架被国际连续介质力学教科书所采用。2013年,杨强受邀在第12届欧洲联合热力学大会(JETC2013)上就最大耗散原理的微观机制作大会报告。2014年,杨强在日本京都获得国际岩土力学计算方法与进展协会(IACMAG)的顶级学术大奖Desai奖,这是我国学者首次获此殊荣,他也成为我国首位IACMAG大会报告人。这项成果还被国家自然科学基金委列为2014年度全国22项代表性成果之一,他获得了国家杰出青年基金。

采访之前,杨强刚刚从西藏回来,是到现场去考察一个世界最大规模的水电工程。他的工作节奏就是从书本到现实,用理论指导实践。让他欣慰的是,自己多年的研究成果得以运用到国家各大项目建设,这是对他工作成绩的肯定,也为他潜心投身科研带来了无限动力。

杨强是地道的弥勒人,经常会回家看看亲朋好友,他发现弥勒这几年变化很大,从过去的普通县城蜕变为一座现代化的花园城市,故乡发展之快让他感到震撼。在内心深处,弥勒给予他的不仅仅是充满无限遐想的美好成长记忆,更是其在老师启蒙引导下,养成了始终对知识保持尊崇、对科研饱含激情。

杨强希望红河州继续高度重视基础教育发展,培养孩子的学习兴趣和科研精神,只有一代代人才持续成长起来,才能把家乡建设得更加美丽,共同为实现中华民族伟大复兴的中国梦注入强劲动力!