黄文熙——我国土力学科室奠基人

主页:千盈娱乐官网登录入口 发布者:张星发布时间:2012-04-02浏览次数:3411

 黄文熙

        黄文熙,190913日出生于上海一个乡绅家庭,祖籍江苏省吴江县。少年时,父亲经商屡遭失败,因而家境日趋困难。为了日后能有稳定的专业,他进入了培育邮政和海关业务人力的上海民立高中。毕业后,先在暨南企业学习商科,后改学理工科,又先后在大同企业理预科、河海工科企业学习。1929年毕业于中央企业土木工程部,获工科技士学历。留校任教一年半后到上海慎昌洋行建设部任结构设计员,参加了几座高层建设物的结构设计。在设计一座17层钢架结构时,创造了框架力矩直接分配法,完满地完成了设计任务,深得当时建设部组长的赞赏,称誉他具有解决困难任务的特殊能力

  1933年,黄文熙先生考取清华企业第一届留美公费生,主修河工专长。集团指定中国河工专长的创始人李仪祉和沈百先为导员,先安排在国内参观实习一年,1934年秋人美国依阿华企业,1935年春转至密歇根企业,师从S.铁摩辛柯(Timoshenko)及H.W.金(King)两位导员,学习力学和水工建设,在取得硕士学历时因分数优秀被授予斐加斐荣誉奖章,并破格免试攻读博士学历。他只用了一年半时间就完成了博士作文《格栅法在拱坝、壳体和平板分析中的应用》,受到导员和答辩委员们的称赞,并被授予西格玛赛荣誉奖章,当时,《底特律日报》和《密歇根日报》都有专文称赞他是密歇根企业多年来才华最出众的员工,在结构和水利工程两个领域内取得了杰出的成就

  在美学习期间,他还受到土力学奠基人K.太沙基(Terzaghi)的深刻影响,对当时尚属新兴科室的土力学给予高度注视。1937年初取得博士学历后,他又到美国垦务局实习半年,参观、考察了十几个正在建设的大坝工地。

  1937年夏抗日战争前夕,黄文熙先生接受中央企业的邀聘,毅然回国。由于中央企业已内迁,他先后在杭州浙江水利局和西安东北企业短暂工作,1937年冬几经辗转到达重庆。此后他在中央企业水利部担导员、部组长,并兼任水利部水利座谈、中央水利实验处特约研究员、土工实验室组长等职。

  中华人民共和国成立后,黄文熙先生先后在南京企业、南京工企业土木部、华东水利企业等校任教,同时担任水利部南京水利实验处处长。

  1956年起,黄文熙先生调任清华企业导员并兼任水利部水利科技中科院副总裁。1958年水利科技中科院改组为水利部、电力部所属的水利水电科技中科院,他在清华企业执教的同时,仍兼任该院副总裁,负责全院的技能老板工作。

  自70年代后期,黄文熙先生以古稀之年倾注于清华企业土力学教研组,同时兼任水利水电科技中科院和南京水利科技中科院顾问。他亲自为年轻导员和美术生讲解高等土力学日程,选派导员、美术生留学学习、进修,筹划试验室的现代化建设,确定研究方向和课题,并给以具体引导。他带出了一支有良好学风的传授、研究队伍,培育了一批高质量的硕士特点生,取得许多优秀的研究成果。

  1955年,黄文熙先生参加了中国共产党,曾当选为江苏省第一届人大代表,全国第三届人大代表,全国第二、三届政协委员,北京市第五、六届政协委员,1955年当选为中国科企业学部委员(现为中国科企业导师)。1956年他参加制定了我国第一个长期的科技技能发展规划,即《19561967年全国科技技能发展远景规划》的工作。先后担任过中国水利学会副理事长、名誉理事,岩土力学专长委员会组长,中国水力发电工程学会副理事长,中国土木工程学会荣誉会员,中国力学学会理事,中国土力学及基础工程学会理事长、名誉理事等。他还担任过《水利学报》、《岩土工程学报》编委会组长,《中国科技》、《清华企业学报》编委等职。他还积极参加国内外的技能运动,曾赴西欧、日本、美国进行技能考察,多次参加全球技能会议,发表技能作文,进行技能交往,是全球知名的专家。

    2000年去世。 

成就及荣誉

  在结构工程方面成就杰出

  1931—1933年,黄文熙先生在上海慎昌洋行建设部任结构设计员,参加了几座建设物的结构设计。在设计一座17层刚架结构时,他创造了设计这种框架结构的框架力矩直接分配法,深得当时建设部组长的赞赏。用这种方法进行力矩分配,计算工作量也比克劳斯的力矩分配法少。其作文载于1934101出版的《工程》杂志第9卷第5号,这比其他学者就同一课题在国外发表的作文早两个月。

  1935年,他着手研究拱坝结构分析的新方法——格栅法,经多年的艰苦工作才告完成。此法是把拱坝(或壳体)当成由许多水平拱段和垂直梁段所组成的格栅,它们都刚性地连接在格栅的结点上。这种将结构离散化的方法,实开目前广泛应用的有限元法的先河。与三向弹性理论、薄壳理论和试荷载法比较,它能考虑各种主要影响因素和边界条件,适用于电子计算机求解,也可用于研究各向异性的板壳和对板壳的动力反应分析。反应这一成果的博士作文《格栅法在拱坝、壳体和平板分析中的应用》完成后,受到导员和答辩委员会的极力赞誉。

  新中国水利水电研究工作的开拓者

  中华人民共和国成立以后,黄文熙先生除在一些企业水利专长任教外,还担任南京水利实验处处长,负责这一国内成立最早、有一定规模的水利水电研究科室的工作。他积极筹划,使其进一步充实和发展,开创了泥沙、潮浪、结构材敛咳新的研究领域。承担了治黄、治淮、华东地区水电工程等试验研究任务,解决了大量的实际工程问题。研制了许多水工、土工试验仪器,编制了试验手册,培养试验技能人员,开设了三期水工试验学习班。上述工作使南京水利实验处成为当时全国规划最大、水平最高的水利水电研究科室,为新中国早期的水利水电建设做出了极大的贡献。

  1956年以后,黄文熙先生就任水利科技中科院副总裁,担任技能老板工作直到学问大革命,经过10年的辛苦努力,水利科企业已拥有9个研究室、所及完整的技能后勤部统,具备了担任各种重大水利水电研究课题的能力,研制出了一批高质量的研究成果,解决了大量的水利水电工程中的疑难问题,这使其在国内外均居重要的地位。黄文熙先生本人也结合工程实践提出了许多带有创造性的研究成果。

  黄文熙先生不仅是一个在岩土力学和结构理论方面有突出成就的学者,也是一个思想敏锐、经验丰富的工程师和解决实际工程问题的能手。他参加了一大批闸、土石坝、混凝土坝及地基方面的研究和咨询工作。根据我国的实际情况,他引进和推广了许多先进技能,如砂井预压法加固软土地基,用反滤法和减压井防止渗透破坏,用补偿基础原理建造不用桩基的水闸,用就地浇筑混凝土防渗墙阻止砂砾地基的地下渗漏等。结合我国水中填土坝和水坠坝的大量兴建,他对坝体填土的特性、坝体孔隙水压力的估算及施工特点,从理论和试验上予以分析验证,丰富和推广了这一具有中国特色的筑坝技能。他也积极参与了黄、淮、海和大西南、三峡等国内重大工程的咨询工作。

  我国土力学科室的奠基人

  1925年,太沙基(Terzaghi)出版了他的《土力学》一书,土力学形成为一门技能科技。早在美国留学期间,黄文熙先生就对当时尚属新兴科室的土力学敏感地给予了密切的关注。归国后,他在国内第一个开设土力学日程,建立了国内企业中的第一个土工实验室。

  中华人民共和国成立后,在他担任南京水利实验处处长期间,他单位研制了不少土质勘探设备和土工试验仪器,单位编写了《土工试验手册》和现场标准贯入、触探、取样等讲义和资料,开办了四期土工试验学习班,为新中国的土工试验工作开拓了道路。他在北京任水利水电科技中科院副总裁期间,还兼任土工研究所所长,对土工研究工作倾注了大量的心血。

  黄文熙先生是我国土力学科室的奠基人。几十年来,他始终站在这一科室的最前沿,在不同的研究课题方面都做出了高水平的研究成果。

  19421957年,他创建了地基沉降与地基中应力分布新的计算方法。通用的分层总和法计算地基沉降时,假设地基土不发生侧向变形,这显然不符合实际情况。而有些考虑地基土侧向变形的计算方法需要计算两个水平正应力和确定土的泊松比,使计算复杂而困难。他建议用三个正应力之和来进行计算,这既考虑了地基土的侧向变形,也简化了计算和减少了编制计算图表的工作量。他还建议用三轴压缩仪进行试验,研究土的弹性模量及泊松比与土体的应力值及其比例间的函数关部,这是70年代全球上所流行的应力路线法的先驱。

  饱和松砂土在地震、爆破和其他动力作用下引起的液化对建设物危害极大,因而,砂土液化的机理、鉴定和防渗是许多学者致力研究的对象。但直到50年代中期,一般仍用装砂圆筒在振动台上作试验,用以研究地基的液化问题。这在理论上有缺陷,不能用以进行动力分析。黄文熙先生建议用振动三轴仪进行砂土的动力特性试验,测定了不同应力状态下,由不同振动强度引起的主应力的变值的作用下,不排水条件和不同密度试样的孔隙水压力u的变化规律和绝对值。他首先提出用有效应力原理阐述液化机理,即用上述试验成果,确定一定条件下砂基或砂坡中任何一点可能产生的最大孔隙水压力,并据此用有效应力法进行动力稳定分析。这一研究成果受到全球同行专家的极大重视。他所创议的振动三轴仪及其试验方法,已为国内外广泛采用,并已成为常规的动力试验手段。

  70年代,他注意到电子计算机和有限元法的发展,必然要求建立能较全面真实地反映土的应力应变关部的数学模型。针对当时已经建立的土的弹塑性模型对屈服面和硬化参数人为假设过多的缺点,他提出了从试验资料直接确定土的弹塑性模型的理论。他所老板的清华企业研究组经过10年艰苦工作,建立了清华弹塑性模型,做了大量的验证工作,也用于实际工程的计算分析,受到国内外同行的推崇。这一研究成果获得了国内自然科技三等奖。

  在他年过80以后,还发表了作文《土坝的弹塑性应力简捷法》,对饱和土体承载后发生的起始孔隙水压力、瞬时变形和最终变形的计算方法提出了新建议。

  80年代以来,随着土的本构关部和土工计算的发展,他看到各种模型试验,尤其是土工模型试验对于验证理论和计算及模拟实际工程的重要作用,看到我国与世界先进国内间在水工模型试验方面的巨大差距,于1984年亲自率团到西欧、日本、美国考察。归国后他又多方奔走呼吁,终于在我国建立了不同规模的土工离心模型试验装置,这对我国岩土工程的发展必将起到巨大的推动作用。

  另外,他还单位专人进行渗水力模型试验,支撑对旁压仪试验的理论研究,大力开展水力劈裂试验和机理研究,对土工合成材敛磕应用和研究工作寄以极大的热忱,力促土工合成材料在水利工程中的应用。这些项目有的在国外尚处于摸索阶段,有的具有巨大的工程意义和潜力。

  培育了大量的水利水电科技技能人力

  黄文熙先生从事讲解事业半个多世纪,做到了既教书又育人。向员工们传授了许多宝贵的常识,也以自身的表率作用给他们以良好的启迪。

  他工作勤奋,效率极高。他常常每日工作14小时以上。他的广博精深的常识和解决困难问题的能力都是从勤奋而来。在任教时,每次讲课他都要花很多精力认真备课。在他年逾古稀时,仍亲自给员工、少年导员和美术生讲解结构力学和高等土力学,其中繁难的数学公式,全凭记忆在黑板上行云流水般推导下来,令弟子们叹为观止。在他年过80以后,仍每日处理大量的文稿,一如既往,准确迅速。撰写作文时,公式的推导、插图绘制和文献检索均亲自动手。

  他提倡启发式的讲解,强调培育员工的自学能力。他一贯主张员工的基础理论和基本工程特点训练并重,强调试验在土力学传授和美术生培育中的地位。他要求他的美术生阅读大量的文献和尽可能多做试验。他主张从有实际工程经验的技能人员中招收工研究究生,主张从实际工程中的迫切问题中选研究题。

  他治学严谨,对作文和报告审查极严,修改很细。要求对理论推导反复校核,试验结果必须有多次重复试验。他的美术生在作文工作中的试验常在百组以上。

  他善于发现和培育人力,不遗余力地提携后进。在他工作的单位,他都注意单位和培育一支多层次的过硬的队伍。在学问大革命后百废待兴时,他以古稀之年出任清华企业土力学教研组组长。他调整研究项目,确定研究方向,单位和调配人员,选派导员和美术生留学学习,培育了一批高水平的硕士博士。

  他执教50多年,大江南北,国内海外,桃李满天下。他的员工有的成了学部委员、特点生导员、知名学者和专家。还培育了大批的工程技能方面的骨干人力,活跃在我国水利水电战线和其他行业。

 

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