正文 第23章 中國近現代科技史(6)(3 / 3)

岩土理論的4個全新體係

60年代以前,我國對岩土工程理論的研究幾乎空白,地下建築工程全部照搬國外專家根據沙漠中修建地下鐵路的實踐導出的模式,致使許多岩石工程造成巨大浪費。我國土木工程專家鄭穎人,創造性地開拓和發展了岩土工程領域的圍岩穩定理論、區域性土理論、錨噴支護結構理論、廣義塑性力學等4個全新理論體係,從而打破了國內外所謂“岩石無理論”之說,開辟了我國乃至世界上岩土科學研究的前沿陣地。

地下工程圍岩穩定的理論研究是地下工程領域的“神經”學科,因其圍岩應力、變形和破壞規律複雜而微妙,很少有人涉足。鄭穎人帶領課題組成員經過反複取證、實驗、推導,提出“吹沙填方、二級沉澱溢流、圍堰分隔吹填”等理論,建立了地下圍岩工程理論體係,翻開了地下圍岩工程科學定論和定量計算新篇章,在國際岩土工程界引起反響。

長期以來,國內對區域性岩土的研究一直未有突破性進展。鄭穎人經過探索實踐,構建了區域性土一整套理論體係,揭開了軟粘質地基強夯處理的神秘麵紗,開創了“先輕後重,逐級加能,少擊多遍,逐層加固”的國際經典地基施工工藝,使強夯工藝這一門技術走上了科學化的軌道,震驚了國際岩土工程界。

錨噴支護結構理論體係的確立,是鄭穎人通過數千次現場測試和實地監測,以及各種力學模型與計算,從求得圍岩穩定原理出發,找準了錨噴支護的支護機理和工藝特性,突破了傳統的錨噴支護框架,確立了現代錨噴“圍岩——支護”理論體係。

在對岩土本結構模型與數值分析方麵,鄭穎人建立了岩土工程的統一屈服準則,修正了享譽國際工程界崇高威望的辛克維茲——潘德準則中的錯誤,提出了等麵積圓莫爾——庫侖準則,使工程的計算更加簡便,且保持了較高的精度。特別在完善岩土類材料的本構關係上,獨樹一幟,創立了一個全新的廣義塑性力學理論,被人們稱為“鄭氏理論”,受到學術界的高度重視。

岩土理論的這4個全新體係,給岩土力學界帶來了一場劃時代的理論變革,引起學術界和工程界的廣泛關注。這些理論成果走在國際的前列,並被廣泛應用於我國重大工程設計和施工實踐,取得巨大經濟效益。

飛機受力理論的突破

20世紀40年代中期,航空領域產生了一次重大突破——飛機速度超過音速。支撐這一重要成就的有兩個技術突破:一是飛機的動力裝置從活塞式發動機向噴氣式發動機的發展,二是飛機結構設汁的理論突破和重大改進。我國空氣動力學家沈元,在探索從亞音速到超音速的理論道路上,做出了突出貢獻,實現了飛機受力理論的突破。

渦輪噴氣發動機的研製成功,衝破了活塞發動機和螺旋槳給飛機速度帶來的限製。但是,隨著飛機速度接近音速,飛機受到的空氣阻力會急劇增加,而音速又隨高度和空氣溫度而變化,因此,研究飛行物體在速度接近或超過音速時的受力情況,是當時空氣動力學家和飛機設計師急需攻克的堡壘。

沈元的研究工作,就是從理論上探討處在高亞音速氣流中的物體,在什麼情況下會出現怎樣的局部超音速和激波。經過一年多的時間,沈元依靠手搖計算機,進行大量繁雜的計算,於1945年完成論文《大馬赫數下繞圓柱的可壓縮流動的理論探討》,用速度圖法,證實了高亞音速流動下,圓柱體附近極限線的存在;從理論上和計算結果上,證實了高亞音速流動下,圓柱體表麵附近可能會出現正常流動的局部超音速區。

沈元的這項研究,第一次從理論計算上得出高亞音速繞圓柱體流動的流線圖,得出它的速度分布,以及在某一臨界馬赫數以下,流動可以加速到超音速而不致發生激波的可能性。以此可以掌握高速氣流的規律,了解飛機機體、機翼形狀和產生激波阻力之間的關係,探索是否可能讓飛機在無激波情況下接近音速,從而為設計新型高速飛機奠定理論基礎,對當時航空科學在高亞音速和跨音速領域內的發展起到一定的推動作用。

農業科技

中國農業的“綠色革命”

“綠色革命”是60年代中期在發展中國家興起的,以采用農作物高產良種為中心的一場新技術革命。主要內容是大規模地推廣矮稈、半矮稈、抗倒伏、產量高、適應性廣泛的小麥和水稻等優良作物品種,並配合灌溉、施肥等技術的改進,以獲得農作物高產、穩產,解決急劇增長的糧食需要。這一農業技術革命取得了驚人的成果,因而被譽為“綠色革命”。