人物經歷
1939年2月,顧金才出生於河北省盧龍縣。
1965年,畢業於西安工程兵工程學院。
1992年,被批准為國家級有突出貢獻中青年專家,並享受國務院政府特殊津貼。
1998年,獲總參“人梯獎”。
2001年,當選為中國工程院院士。
2011年1月,受聘中國礦業大學力學與建築工程學院院長。
生平事跡
投身國防
顧金才 生於河北省盧龍縣一個農村家庭,父母都是農民,並未能給他規劃出一條人生大道,只希望他長大後能成為一名受人尊重的醫生。直到高中畢業,當醫生都是顧金才的理想。可是,1960年,已然做好聯考準備的他接到了保送哈爾濱軍事工程學院的通知,從此開始了他作為軍人的一生。
正式進入大學生活之前,他們必須接受三個月的軍事訓練。在當時那個生活條件艱苦的歲月里,要在三個月內完成從普通老百姓到軍人的角色轉換,緊張和艱難程度可想而知。在一些來自城市的同學因受不了苦而離開的時候,顧金才選擇了堅持。回憶過往,顧金才把堅持的部分原因歸結於多年前的興趣——文學。初、高中時代,顧金才偏愛文學,閱讀了大量文學作品,例如《鋼鐵是怎樣煉成的》、《戰爭與和平》等。這些作品中的人物形象對於顧金才的人格塑造產生了很大影響,在他的心裡深深地刻下了“堅持”、“堅強”等信念。值得一提的是,自1957年前蘇聯成功發射第一顆人造衛星開始,顧金才的興趣開始轉變,從對天空與宇宙速度等好奇開始對理科產生強烈興趣,這也為他在後來的防護工程研究領域做出成績打下了一定的基礎。
入伍軍事訓練結束後,面臨的是分系。當時哈爾濱軍事工程學院設有五個系,分別是:一系空軍工程系、二系炮兵工程系、三系海軍工程系,四系裝甲兵工程系、五系工兵工程系,顧金才被分到了五系。經過軍事訓練的顧金才,組織觀念和政治覺悟進一步提升,他暗暗下定決心:要服從組織安排,投入工程研究,甘做無名英雄,為國防事業獻身。
挑戰難關
因多方面原因,顧金才在校學習期間,哈爾濱軍事工程學院各系被分散到全國各地,顧金才所在的五系被分往西安,重新組建西安工程兵工程學院。當時,他們一邊教學一邊建校,條件相當艱苦,但對教學質量要求相當嚴格。儘管由於師資缺乏,很多基礎科目不得不壓縮時間“開快車”,但是顧金才由於本身基礎知識牢固,並未受到很大影響。臨近畢業之時,他與另外五位同學被上級指派前往北京執行任務。事實上,由於工程專業人才非常緊缺,未等進行畢業設計,他們就被安排到了總參工程兵科研三所進行科研工作。對於當年因被保送而未能參加聯考,也沒參與大學畢業設計,顧金才院士至今仍感到一絲遺憾。
到了三所,顧金才就再也沒有離開過科研崗位。1965年2月,顧金才第一次作為項目組主幹成員參與主持大跨度機庫激波管動載試驗和大跨度機庫現場試驗工作。機庫建在山洞內,按傳統慣例,這種結構應採用現場澆築混凝土和錨桿相結合的加固方法,雖然實用性強,抗力也較高,但如果遭受大當量炮、炸彈打擊的情況下,洞內也容易出現塌方或掉石現象。為了解決上述問題,他們開展了室內試驗和現場試驗。
在地質力學模型試驗工作中,他大膽地在國內率先提出了“先載入,後開洞”的模型試驗理論。在模型試驗工作中,載入設備上需要放一塊重幾百公斤的鋼板,然後慢慢載入,這種試驗危險性很大,有時候處理不好,鋼板就會飛出把人擊傷。顧金才毫不畏懼地堅持了這項工作,解決了多項複雜的技術問題。
後來在國防工程中推廣噴錨支護,很多研究人員覺得這是施工方面的問題,不願意乾。但是顧金才從煤炭、鐵路系統所進行的噴錨支護工程方面受到了啟發,決定接下這個任務。誰也沒有想到,正因為這次受命,“防護工程、岩體加固技術研究”成了顧金才一生科研的主線。
一開始,他在濟南軍區幾條報廢的坑道裡面做對比試驗,沒日沒夜親自噴錨、測量。有一次,他想要看看手錶確定時間的時候,他才發現胳膊已經被一層混凝土固定了,只有磕掉才能看到時間。經過無數次的試驗,已經可以肯定噴錨支護對於爆炸有一定的抗力,但是並未掌握其規律。此時,顧金才意識到了光有現場試驗還不行,還得有理論分析,要做模型試驗。在長期的試驗中,顧金才發現我國地下洞室模型試驗普遍採用平面應力狀態進行,而平面應力試驗並不能反映坑道實際受力情況。於是,他決定闖出一條屬於自己的路。顧金才和項目組的同志四處查閱資料,並對照原有的一台只能作平面應力試驗的台架,切磋琢磨、設計、試製。不知熬過多少個不眠之夜!有時顧金才會在睡夢當中,突然產生一個靈感,立馬披衣下床,又一次修改剛設計好的方案。就是這樣,他和同事們終於研製出我國第一台地質力學模型試驗裝置——PYD-50三項載入地質力學模型試驗裝置,為我國地下洞室地質力學模型試驗研究提供了性能優良的試驗設備,並奠定了理論和實踐基礎。經專家鑑定,這一成果達到國際先進水平,並獲得了國家科技進步一等獎。
顧金才對噴錨支護坑道抗爆性能和靜力性能進行了深入系統的試驗研究,他為噴錨支護技術在國防和民用工程中的推廣和套用提供了重要的依據,並為國內首次提出噴錨支護坑道抗動載設計方法奠定了基礎。
持續創新
幾十年來,顧金才專注於地質力學模型試驗技術研究,他認為,地質力學模型試驗技術是解決岩體工程問題的重要手段之一。他與他的團隊研發了多套地質力學模型試驗載入裝置和材性試驗設備,解決了多項複雜的模擬技術問題,為國防、人防工程和大型民用工程進行了多次地質力學模型試驗,並取得了多項重要成果。
1980年研製成功80型模型材料三軸儀,1985年獲軍隊科技進步二等獎。
1984年研製成功PYD-50三向載入地質力學模型試驗裝置,是我國第一台平面應變地質力學模型試驗裝置,於1985年獲得國家科技進步一等獎。
1990年研製成功拉-壓真三軸儀,於1991年獲國家科技進步三等獎。
2000年研製成功的岩土工程多功能模擬試驗裝置,於2004年獲軍隊科技進步二等獎。
2004年研製成功岩土工程抗爆結構模型試驗裝置。
他的這些科研成果得到了廣泛的推廣,對於促進我國地質力學模型試驗技術的發展,提高我國岩土工程和岩石力學試驗研究水平發揮了一定作用。
1985年為陝西機械學院設計研製一台PYD-50Ⅰ型三向載入地質力學模型試驗裝置。
1986年為重慶後勤工程學院研製一台PYD-50Ⅱ型三向載入地質力學模型試驗裝置。
1988年為西安公路學院研製一台PYD-50Ⅲ型三向載入地質力學模型試驗裝置。
2003年為華東交通大學研製一台YDM-B型岩土工程多功能模擬試驗裝置。
2004年為中國地質大學(北京)研製兩台試驗裝置:YDM-C型岩體工程與地質災害模擬試驗系統和LY-B型拉-壓真三軸儀。
2004年為華北水利水電學院研製兩台試驗裝置:YDM-D型岩土工程結構模型試驗系統和LY-C型拉-壓真三軸儀。
2005年為河南理工大學研製一台YDM-E型採礦工程結構物理模型試驗裝置。
2009年為武漢理工大學研製三台試驗裝置:YDM-F型岩土工程與結構模型試驗裝置、LY-D型拉-壓真三軸儀、YB-A型岩爆模擬試驗裝置。
利用自行研製的這些裝置和技術,先後為國防、人防工程中的地下機庫、地下廠房、首腦指揮工程及一般作戰坑道做了多次地質力學模型試驗,分別研究了在不同條件下的洞室受力特點和破壞特徵,為國防人防工程建設做出了重要貢獻;先後為白山水電站、龍灘水電站、二灘水電站、大朝山水電站、黃河小浪底水利樞紐工程、李家峽水電站等6大水電工程進行了地質力學模型試驗研究,均取得了較好的成果,為工程建設提供了重要依據,並得到工程設計部門的好評。
總結取得的這些成就,顧金才院士認為,創新是伴隨科研過程中不可或缺的一個條件。在工作中,如果要解決問題就必須要創新,科研的每一個步驟都是創新的過程。
關注人才
談及我國防護工程領域的科研現狀,顧金才院士表示,我們必須要加強應對精確制導武器、大當量的常規鑽地武器等威脅的防護工程技術研究。
而對於幾年來所發生的地質災害,顧院士認為,如今工程越來越複雜,在一些領域使用地質力學模型試驗技術,應該能產生很好的效果。
在深地下工程技術研究中,因為深地下工程將會遇到高溫、高壓、高滲透等問題,圍岩材料將處於高度的非線性變形狀態,需要探討新的設計理論和施工方法。單獨採用計算手段解決上述問題是困難的,而與地質力學模型試驗相結合的方法應該是更合理的。
在超大洞庫工程技術研究中,在解決超大洞庫(60m以上跨度)工程問題時,存在動靜耦合作用問題,因為這時不僅要考慮使用荷載,還要考慮圍岩自重。解決這類問題物理模型試驗是不可缺少的。
在海底隧道抗爆能力研究中,要研究海底隧道的抗爆能力,地質力學模型試驗也是一個恰當的選擇。因為它能同時考慮爆炸對海水、地層、隧道結構產生的綜合反應。
在土石流的形成機制及防治措施研究中,因為構成土石流材料的性質難以用精確的數學力學描述,所以研究土石流的形成機制及防治措施很難用數值計算方法解決,而採用地質力學模型試驗的方法相對容易一些。
在岩土體內灌漿範圍與灌漿效果研究中、在鬆軟地層加固或止水堵漏工程中,往往採用壓力灌漿技術,而了解壓力灌漿範圍及灌漿效果對保障工程質量是非常重要的。採用地質力學模型試驗技術也是解決這類問題的重要手段之一。
這些領域都值得研究,可是要做出成績,人才是非常重要的一個因素。顧院士也提出了自己的憂慮:社會的人才培養存在一定的問題,一些學生偏向於與個人利益密切相關的獲獎、發論文等方面,從科研本身意義考慮去做研究的比較少,這是一個社會問題,需要相關方面加強思想引導,也需要學生自己克服浮躁情緒。
就自己所在的領域而言,顧院士認為,培養的人才應該是為了解決防護工程技術問題而做研究,所以必須讓他們在工作中提高,切切實實做項目,獨自組織、領導試驗,進行分析、總結,導師再給予指導,這樣學生水平才能儘快提高。
研究領域
顧金才院士對噴錨支護坑道抗爆性能和靜力性能進行了深入系統的試驗研究,為噴錨支護技術在國防和民用工程中的推廣套用提供了重要依據,為國內首次提出噴錨支護坑道抗動載設計方法奠定了基礎;為我軍創建了先進的地質力學模型試驗室,並在國內率先提出坑道模型平面應變試驗條件和“先載入、後開洞”的試驗方法,研製了多套先進的模型試驗設備和相應的模型試驗技術,促進了我國地質力學模型試驗技術的發展;對預應力錨索加固機理與設計計算方法進行了系統的試驗研究,提出了彈性支撐點理論和剪應力不均勻分布設計方法,提高了我國預錨加固技術的理論水平和設計水平;為我軍地下機庫、地下廠房以及國家多個大型水電工程(如白山、二灘、小浪底、大朝山、李家峽)進行模型試驗研究,為工程設計提供了重要依據。
重要論文
顧金才等,錨索預應力在岩體內引起的應變狀態模型試驗研究,岩石力學與工程學報,2000-S1(被引166次)
顧金才,顧雷雨,等,深部開挖洞室圍岩分層斷裂破壞機制模型試驗研究,岩石力學與工程學報,2008-3(被引113次)
顧金才,等,預應力錨索對均質岩體的加固效應模擬試驗研究,華北水利水電學院學報,1994-3(被引27次)
學術論文
[1] 顧金才, 顧雷雨, 陳安敏等. 深部開挖洞室圍岩分層斷裂破壞機制模型試驗研究[J]. 岩石力學與工程學報,2008,27(3):432~438.(EI收錄)
[2] 顧金才,陳安敏,徐景茂等. 在爆炸荷載條件下錨固洞室破壞形態對比試驗研究[J],岩石力學與工程學報,2008,27(7):1315~1320.(EI收錄)
[3] 徐幹成; 顧金才; 張向陽等. 地下洞庫圍岩外加固抗炸彈侵徹性能研究 [J], 2012,岩石力學與工程學報,2012, 31(10):2064~2070(EI收錄)
[4] 王光勇; 顧金才; 陳安敏等. 頂爆作用下錨桿破壞形式及破壞機制模型試驗研究[J],水利學報,2012,31(1):27~32(EI收錄)
榮譽稱號
國家科技進步一等獎1項。
國家科技進步二等獎1項。
國家科技進步三等獎3項。
國家級有突出貢獻的中青年專家(1992年)。
國務院政府特殊津貼。
總參“人梯獎”(1998年)。
軍隊科技進步一等獎1個。
軍隊科技進步三等獎1個。
電力部科技進步二等獎1項。
水電規劃設計總院科技進步一等獎1項。
河南省優秀科技工作者(1989年)。
據2014年8月28日人民網,中央軍委主席習近平日前簽署通令,給61489部隊研究員顧金才記三等功。