中國科學院院士賴遠明：與青藏高原凍土結緣20載

【創新路·科學人】

作者：中國科學院院士、凍土與寒區工程研究專家 賴遠明

2006年7月1日，中科院寒旱所組織60多名外國專家，坐上了開往拉薩的列車，這也是我第一次坐上青藏鐵路的列車。當列車員講解到“主動冷卻路基”時，眼淚不由自主地從眼眶中涌出。我轉過頭，看著窗外飛馳而過的雪山，4年來，千百次的實驗和思考在腦海中浮現。

在青藏鐵路格爾木至拉薩段1118公里的總里程中，有960公里在海拔4000米以上。在如此多凍土地區修建鐵路，在世界鐵路史上是罕見的。“主動冷卻路基”是我們找到的解決凍土世界難題的方法。

賴遠明近照 資料照片

我與凍土結緣，是在20世紀90年代。1994年，在一次去長沙出差的火車上，和中鐵西北科學研究院的一位科技工作者閑聊，他說他是研究凍土的——那是我第一次聽說“凍土”這個詞。作為在江西出生、長大的人，我當時感覺冷得起了一身雞皮疙瘩。那個年代，研究凍土是絕對的冷門，當時在蘭州交通大學土木系任教的我，對凍土更是一無所知。當得知凍土研究在國際上還有很多空白，有許多問題需要解決時，我對這個“冷門學科”有了一種莫名的親近。1996年，我在中科院寒旱所（當時的蘭州冰川凍土研究所）攻讀博士學位，開始了和凍土的親密接觸。

我做事情比較挑剔、追求完美，一件事情喜歡從不同的層面思考，曾經為了一行字推敲了一個星期。而科研工作，正需要這份挑剔。2002年，研究所接到了國家關于解決青藏鐵路修建中凍土路基及寒區隧道問題的任務。凍脹和融沉是保證青藏鐵路凍土路基熱穩定性需要解決的主要問題。時任蘭州冰川凍土研究所所長、中科院院士程國棟提出“主動冷卻路基”的方法，但主動冷卻路基如何修建？從理論分析到實驗數據，在國內外凍土工程學研究中都是空白。比如青藏鐵路上的碎石路基，選擇多大粒徑的碎石最合適？是否粒徑越大降溫效果越好？這組實驗前后歷時200天，進行到第150天左右時，我們終于找到了拐點——10~30cm粒徑的塊碎石降溫效果良好，粒徑為22cm時對凍土的降溫效果最好。得到這個結果，我如釋重負，心中的石頭終于落地了。這種“U”形塊碎石路基結構，在未來50年青藏高原氣溫上升2.6攝氏度情況下仍能保證凍土熱穩定。

在人生的道路上，起關鍵作用的往往就幾步。現在回憶起來，能取得今天的成績，要感謝我的伯樂程國棟院士。2008年，南方有所大學招聘副校長，作為南方人，我動了回家鄉的念頭。程老師勸我：“江西沒有凍土，一旦去了那里，你的學術研究將不完整、不系統。”是啊，我暗自對自己說：“剛來甘肅流鼻血、吃黑面饃饃的日子都熬過來了，已經適應了西部的生活，更重要的是凍土還有很多現象和機理沒有揭示。”

青藏高原的隧道由于凍土的原因，漏水、掛冰現象嚴重，需要24小時人工清除冰錐，并且基本兩三年報廢一個隧道。攻克這些難題，有時候會付出一些意外的代價。2002年，在承擔青藏鐵路修建中凍土路基及寒區隧道課題過程中，我在青藏線“第一長隧”昆侖山隧道采樣時“負傷”了。

昆侖山隧道海拔4600米，隧道向里打通600米左右時，我進入隧道內采集巖石樣品。未打通的隧道內空氣更加稀薄，當時忙著采集樣品沒太顧忌，誰想到缺氧三個小時之后，頭痛欲裂、惡心嘔吐。從那以后，我的后腦勺時常會疼，記憶力也明顯不如從前。但是，這次“負傷”卻解決了青藏鐵路風火山隧道、昆侖山隧道襯砌和保溫措施的參數優化設計問題，消除了凍脹和融化對這兩座凍土隧道的破壞作用。這兩個隧道目前已經服役10年，沒出現任何問題。

作為科技工作者，勤奮是很重要的。小時候奶奶曾對我說，即使天上掉餡餅，你也要第一個起床才能撿到，否則都被別人撿走了。每天半夜12點睡覺、早晨6點起床，是我保持了多年的習慣。凍土研究這一冷門學科，雖然現在變成了熱門的學科，凍土變成了“熱土”，但中國作為世界凍土面積第三大的國家，依然還有很多空白在等待我們研究，有很多與凍土領域關系密切的工程需要我們提供理論支持和解決方案。現在我還在繼續研究在凍土地區修高速公路、高速鐵路的相關課題。來西部32年，結緣凍土21載，我現在的狀態還是：科研一直在路上。

（光明日報記者宋喜群 光明日報通訊員劉曉倩采訪整理）

人物鏈接

賴遠明，1962年8月生于江西龍南，1983年畢業于江西理工大學，1999年在中國科學院寒旱所（當時為蘭州冰川凍土研究所）獲博士學位，2000年被任命為凍土工程國家重點實驗室副主任，2011年當選為中國科學院院士。

賴遠明長期從事寒區工程理論和數值分析的研究工作，提出了凍土的強度準則，建立了凍土的多屈服面、非關聯的廣義彈塑性本構模型和凍土蠕變損傷統計本構模型。他研究了塊碎石層的降溫效果及降溫機理，建立了塊碎石類路基流體—固體耦合傳熱溫度特性分析的數學模型，研發了具有多級降溫機制的U形塊碎石路基和通風管—塊碎石復合路基等“主動冷卻路基”的結構新形式，提出了寒區工程的凍害預報方法和綜合防治技術。他曾獲國家科技進步特等獎、國家科技進步二等獎和國家技術發明二等獎，2014年獲得何梁何利基金科學與技術獎。