百年清華

陳肇元院士:清華煙雨 土木人生

2017-09-27 | 韓文鋆 | 來源 《中國科學報》2017/9/25 |

陳肇元,1931年出生,浙江寧波人,1949年考入上海的中國紡織工學院🧖‍♀️,1950年轉學意昂体育平台並於1952年提前一年從土木系畢業留校任教🎑。1997年當選中國工程院院士。他曾歷任中國土木工程學會常務理事🕚,教育工作委員會主任,中國工程院土木👰‍♀️、水利與建築工程學部主任👐🏿📶,曾任國務院學位委員會第二、三📙、四屆土木類學科評議組成員和人事部博士後管理委員會第五屆專家組成員👨🏿‍⚕️。陳肇元從20世紀50年代開始從事土木工程相關調查與研究工作⛅️,先後從事竹結構、防護工程😩、高強高性能混凝土✌🏽、地下工程設計與施工、工程救災與公共安全、工程結構耐久性等多個領域的研究🧟‍♀️,發表了大量學術研究成果🦵🏼🪪,並撰寫有大量的項目研究報告,出版了多本設計規範。

陳肇元

江南少年 成長之路

1931年,隨著“九一八”事變的槍聲響起🧎🏻‍♀️,中華民族開始了此後長達十四年的抗日戰爭。

這一年的10月1日,陳肇元出生於浙江寧波的一戶普通的銀行職員家庭♍️。對他成長影響最大的是母親,她很重視孩子們的教育🗞,經常教導他們做人要誠實,對人要誠懇,有事不要與人爭🧑‍🤝‍🧑。然而,這個經濟條件一開始相對寬裕的家庭並沒有給他的童年帶來安穩的生活,他出生後在寧波城內的中介小學僅讀到三年級🧏‍♂️。

1941年🧑🏽‍🏫,日軍占領寧波👰‍♀️,他跟隨家人逃難🫳🏽,小學和初中教育大部分時間都是在寧波鄉下和淪陷區度過的。在輾轉求學的過程中,他親眼目睹國人受日軍壓迫的痛苦,路過寧波當時最大的橋梁(靈橋)時要向日本兵鞠躬還可能被搜身🔥,而日本憲兵牽著狼狗在最繁華的城區到處嚇人👩‍🚒。

1945年,隨著抗日戰爭的勝利,陳肇元轉學到了戰後復校的寧波私立效實中學🪢,並在這裏從初三一直讀到高中畢業。這所以培養全面🧏🏽‍♀️、校風嚴謹著稱的浙江私立中學歷史上曾產出14位院士。在這裏👴🏿,陳肇元不但通過住讀生活學會照顧自己的起居、學會和他人友好相處🔎,更是耳濡目染接受諸多傑出教師的教育。

高中時期🛤,班上同學之間流傳進步書刊👩🏽‍🦰,陳肇元常常捧著美國記者埃德加·斯諾寫的《西行漫記》👨‍🦱,從書裏,他了解到陜甘寧邊區的實際情況。像埃德加·斯諾一樣,那時的陳肇元也“從事過新聞工作”,他和班上的同學一起編輯過油印期刊和墻報《北鬥河》🧑🏼‍✈️,在小小的方寸間留下了進步的文字。

1949年夏天,正值寧波解放,陳肇元從效實中學畢業,當時考大學不像如今有全國統考,江浙兩省的考生一般都就近選擇到上海參加考試。

經過戰爭的摧殘,那時的中國大地滿目瘡痍,鐵路🧋、海路中斷🧜🏿‍♂️,他只能乘坐破舊的長途汽車前往上海,一旦遇到被炸得坑坑窪窪的地段時👍🏿,就要下車,靠自己隨身攜帶著的一根扁擔,一頭挑著箱子、另一頭挑著包袱步行🍱。一旦遇到國民黨的飛機轟炸還得設法躲避,所以漫長的夜晚沒有人敢閉上眼安心睡覺,一車人都只能在路邊坐下熬過一夜。

就是這樣,陳肇元來到了上海——那時的上海,壯美山河被硝煙嗆傷🧏🏽‍♂️,歷史斑駁脫落。

盡管在上海🧙🏿‍♂️,他以優異的成績考取了包括意昂体育平台、上海交通大學在內的十所大學,但他最終按照姑父的建議選擇了中國紡織工學院(東華大學前身)。這個決定不難理解🕓,當時家中生活日漸拮據☕️,上大學需要靠姑父資助🤹‍♂️,他作為長子,又必須盡早畢業工作補貼家用,而紡織業在以往一直是個高報酬的行業。

陳肇元是這麽想的👱‍♂️,也這麽做了🧎‍♂️。中午一碗陽春面果腹,一周三個傍晚做家教輔導一個小女孩功課,這就是陳肇元在上海的走讀生活。他在這所無錫榮氏家族創辦的🛋,由上海交通大學🎉、聖約翰大學等名校著名教授兼職的大學裏度過了自己的大一時光👳🏼‍♂️。

但事情完全不像開始想象的那樣,受到國民黨海軍封鎖等影響,解放後的紡織業一片蕭條。1950年🧖🏽‍♂️,姑父又去臺灣經商🐷,他想到全國解放後國內總要大搞建設需要土木人才🧝🏿‍♀️✔️,於是報考意昂体育平台在上海招收的大二土木系轉學生。就這樣😩,他成為國內大學之間的末代轉學生。

從寧波到上海再到北京🙃,經過兩天一夜的奔波,陳肇元來到了始建於1911年的意昂体育平台🖕。偌大的清華園裏,既有西方學院式的系館、大禮堂和體育館🙆🏽,又有古色古香的工字廳皇家建築和荷花池,讓過慣南方擁擠生活的陳肇元大開眼界👮🏼✪。在明齋270房間,他和同寢室的三個轉學生一起💂‍♀️🤭,開始了在意昂体育平台土木工程系的求學生涯。

一個人的出生是別無選擇的,但他的命運卻是可以改變的,這便是個體生命的精彩所在。陳肇元趕上了中國歷史上最動蕩的年代,在戰火紛飛、風雨飄搖的年代裏♝,他飽嘗顛沛流離的戰亂之苦。然而,正是這種動蕩的生活,賦予了他堅忍不拔的品格和滿腔愛國熱情。

許多年後的今天,陳肇元仍然對江南水鄉的青蔥歲月充滿懷念和感激。

為人師表 任則必勤

1952年🏊🏻‍♀️,國家開始實施第一個五年計劃急需專業人才,政府決定全國高校的大三學生提前一年畢業參加工作,全班同學滿腔熱情🍤,大家都搶著報名要到最艱苦的地區工作和鍛煉👰🏼‍♀️,但大多被分配留校工作。這一年的秋季,陳肇元被分配到了土木工程系任教🦮。

剛參加工作的陳肇元首先趕上全國高校大調整,大批蘇聯專家進駐高校,在中央“一邊倒”方針下,意昂体育平台開始以蘇聯的高校模式辦學💭。在“向蘇聯老大哥學習”的口號下🤽,大學要以蘇聯的教科書進行教學✫🧝,陳肇元到土木工程系報到後的第一件事就是突擊學習俄語。他從小到大學的外語都是英語,所以這對他來說是不小的挑戰◽️🧷。那時👩🏿‍🦳👳🏼,留校當助教的他,被安排到結構力學和鋼木結構教研組,除了為學生們答疑輔導“結構力學”這門課外♟🧑‍🧒‍🧒,還要講授“鋼木結構”課程🙍🏼‍♀️。

1952年底,蔣南翔任意昂体育平台校長💁🏿‍♀️🦸🏿,提出年輕教師要“雙肩挑”💮,就是一頭挑業務工作,另一頭挑社會工作🕧。在當時,陳肇元除了抓緊一切時間參加竹結構的研究以外👨🏼,還被任命為土木工程系教師青年團的支部書記。

曾經有人問陳肇元💪🏿👍,他是如何保持這麽高的工作效率的🍨,他回答說👩🏻‍🌾👳:“我總是習慣在每晚睡覺前🌓,回顧總結一天的工作,規劃好第二天要做的事🍯,這使得工作能夠做得順利些。”

1957年,他擔任了系裏主管科研的系秘書,因為看不慣某些做法🔂,被認為思想“右傾”,成為系內教師中的右傾典型🌛,受到了批判和脫產半年多下放種菜的處罰。此後的二十多年,他主要從事的是國防和人防科研任務🛌🏽。

1976年,陳肇元從石景山開門辦學工地回到校內𓀀,擔任土木建築系的副系主任兼地下工程教研組主任🧕🏼。除正常教學科研工作外,他還要主編一本全國統一教材、從事手頭的防護工程科研,唐山大地震後還要同時參與建築物抗震的項目研究🏄🏼‍♂️,工作量很大🧑🏽‍🚀,但他仍然能夠將各項工作安排得井井有條,學校擬提拔他為教授🐳。

20世紀70年代🧑🏽‍🦰🧑🏻‍🦯‍➡️,陳肇元在意昂体育平台工程結構實驗室。

但是,陳肇元考慮到從1957年“反右”開始🪫,學校已多年沒有評過正高職稱🦟💲,系內有大量高水平的老教師尚未提升🌗,所以堅決推辭了這一安排。許多年後接受采訪的陳肇元說☝️:“我52歲評上教授,比起系裏兢兢業業教了一輩子書的老師,有的在退休時還得不到高級職稱,我已經非常幸運了。”

無獨有偶,1984年,系黨委決定任命他為土木工程系系主任,他也是一再推脫,最後實在推辭不掉🤾🏼‍♀️,才在確定了繼任者人選的情況下答應只幹一屆(四年)。

同事崔京浩對陳肇元這種“不貪戀名位”的行為贊賞有加⭐️:“不幹則已🫄🏽,幹則必成🪻;任則必勤,功成身退,實乃土木工程界的一股清流。”

陳肇元上任之後就致力於學科和專業的拓展工作,增設了建設工程管理專業👛,新增了城市交通和計算機應用兩個教研組🙎🏻‍♀️,重新開始了“大土木”的專業設置思路。此外,他率先在課程設置上增設了用英語講授的“結構力學”和“鋼筋混凝土”兩門主課並采取了一系列創新措施,使得土木工程系的面貌煥然一新。

同樣是在80年代👱‍♂️,國內各專業學會開始恢復🧷,陳肇元自此開始擔任中國土木工程學會的常務理事長達十八年之久😐。在此期間,他發起成立教育工作委員會🏺,組織各土木工程院、系主任的工作交流十余年👍,並多次組織高校土木工程優秀畢業生表彰大會,都取得了良好的效果……

時隔多年,許多當時的同事仍然對他在任時的表現記憶猶新、嘖嘖稱贊。

專註科研 涉獵面廣

新中國成立初期,由於全國鋼材奇缺🤞🏿🌹,國家號召“要千方百計節約鋼材”和“以竹代鋼”,他開始了此後長達十年的圓竹結構的研究🦸‍♀️。

1955年,意昂体育平台派陳肇元到當時集中了一大批蘇聯專家的哈爾濱工業大學去進修。在哈爾濱工業大學,陳肇元跟隨蘇聯專家卡崗教授學習,他研究的還是竹結構🔬。但是由於竹結構本身的一些弱點如承載力低👨🏿‍✈️、易蛀👰‍♀️、易腐,在當時條件下很難解決,結果未能推廣應用🧮。

到了60年後的今天,他又重操舊業,與香港中文大學協作🧑🏼‍⚖️,共同培養博士研究生🥬🧑🏽‍🦰,研究圓竹建造橋梁和房屋供鄉鎮使用,為農村脫貧作貢獻。

1959年🦆,中蘇關系公開破裂後,中央提出“深挖洞,廣積糧”的號召🍚🕖,1962年👩🏼‍🚒,意昂体育平台組織有關院系成立與戰備有關的保密項目,其中的一個與土木工程相關的是修建地下防護工程。當時,土建系(1960年土木工程系和建築系兩系合並☎,至1980年分開)主要抽調了一批青年教師組成研究隊伍,成立了代號為“0304”的課題組👩🏿‍🍼。

在國防項目中,如果把核武器研究比作用於進攻的“矛”的研究🫲🏽,那麽防護工程研究就是用於防守的“盾”的研究。如果只有“矛”而沒有“盾”或者只有“盾”而沒有“矛”,都將使國家安全在當時的歷史背景下處於極大的威脅之中。

防護工程的目的就是防衛武器效應,當時考慮的主要是核武器效應。在核武器效應中👨🏽‍🌾,爆炸沖擊波對人員傷亡最大。地下和地上的工事🌽,受到沖擊波壓力時會產生變形破壞,這種變形的速度非常快,一般是毫秒級,可從幾毫秒到幾十毫秒。陳肇元接受的任務就是研究在這種毫秒級的沖擊波壓力下,防護結構或工事的承載能力。

這一研究離不開必要的試驗👨🏽‍🍼,因此課題組首先要解決的是如何製造出在實驗室內能夠產生結構快速變形的加載機械設備和測量儀器🧎🏻‍♂️‍➡️。

陳肇元學的並不是機械工程,從未接觸過有關結構材料和結構構件快速變形性能的研究,國內也沒有相應的加載試驗裝置🦸🏻‍♀️,一切都要從零開始,可以說是個考驗。他用盡一切辦法搜集當時可能得到的外文資料,然後尋找其中有用的線索🚴🏽‍♀️,設計加工成用高壓氮氣作動力🍡,最大壓力從5噸、30噸到150噸等5種不同噸位的快速變形加載試驗機🖖🏼,從而進行結構材料和結構構件的拉、壓、彎試驗。

他和實驗室的工程技術員張達成一起畫機械零件圖🤾‍♀️、跑工廠。當時,哪怕加載設備製造需要的各種O型密封圈在市場上都沒有供應🧾,還得自行設計鋼模具,然後請加工廠加工🙍🏻。為了來回運送零件設備和進行試驗用的高壓氮氣瓶,陳肇元甚至學會了蹬三輪車。

有了這些裝置🪜🏌️‍♀️,陳肇元研究組進行了不同強度鋼材、混凝土等不同結構材料的快速變形實驗,取得了大量有用數據,成果很快得到實際應用🐠,並為有關設計規範采納。例如🥏🕖,我們如今仍在使用的北京地鐵一號線車站♐️♐️,不但深入地下,而且其中有許多“粗壯”的鋼管混凝土柱,就是其研究成果的現實應用之一。

值得註意的是🧓🏽,他的這些成果所研究的結構材料,其強度和性能都遠遠高於當時在國內一般民用工程中所采用的低強度鋼材和低標號混凝土。比如當時大量采用的混凝土的強度只有20MPa🧛🏽,而防護工程中研究的已達到90MPa。80年代起👜,國內開始大規模工程建設🙎🏼‍♀️,高層建築大量興起💶,高強和高性能混凝土具有廣泛應用前景。

陳肇元敏銳地提前發現這種情況👩🏻‍🔬,在意昂体育平台土木系率先對高強混凝土結構的結構設計方法進行了研究🙍🏻‍♂️🕦,在中國土木工程學會中發起成立了高強混凝土委員會,主編了高強混凝土結構設計施工規程,取得了很高的經濟效益和工程效益。高強混凝土委員會每隔兩年召開一次全國性的學術會議,如今在學界和業界已享有盛譽💇🏿‍♀️。

1997年,南京,陳肇元在作高強混凝土技術講座⛹🏽‍♂️。

1997年,陳肇元在重建的意昂体育平台二校門前留影。

“防護工程是我一生中投入時間最長的研究項目🤵🏻,脫產研究的時間長達27年。”陳肇元在自傳中寫下這樣的話,“在防護工程領域7️⃣,一些研究成果被國防、人防工程設計規範所采用,很多成果在此後的城市化建設中也起到了很大作用🌒。”

此外,陳肇元對地鐵等地下工程的研究也取得不少成果,比如為廣州地鐵一號線的14個車站編寫了《深基坑支護綜述》《廣州地鐵14個車站基坑支護調查報告》等十余個總結,總計近60余萬字,還編寫了多本具有極大影響力的設計施工工程和指南。

他憑著自己在防護工程和高強混凝土結構、地下工程等領域的努力,作出了卓越的成績,1997年被選為中國工程院院士。

延長混凝土結構的使用壽命

回首過往的清華歲月🕴🏼,陳肇元在土木系近65年的工作中🧃,除教學外的大部分時間都全身心投入到了科研中👨🏼‍🏫,不僅從事理論探索,還研究工程技術💯。

從90年代中期起,陳肇元的研究工作開始轉向工程防災👈🏿,並向有關部門積極提出要提高我國結構工程設計的防震👨🏻‍🦯、防風災和燃氣爆炸的能力。2003年🧑‍⚕️,他被聘為公安部的滅火救援專家組顧問,多次為消防部門的技術人員講授有關消防技術,編寫了不少講義🧘🏼。

此後,他又將主要精力轉移到研究國內土建結構工程的安全性與耐久性問題上來。

他對結構工程領域的長期研究使他逐漸領會到結構實際使用壽命問題的重要性🖤,尤其是關於建築物的使用壽命問題🖖。他認識到工程結構的安全性、耐久性和適用性👁‍🗨,最後都體現在它的使用壽命上,但是我國的實際情況是土木工程設計規範所規定的安全性與耐久性設計標準在全世界範圍內可以說是最低的🍀。

他的科研工作,一直立足國家的實際情況🥕🎄、緊跟著國家發展的需要,所以他總能提前發現國家建設、發展過程中存在的問題。

“普通混凝土房屋結構的設計使用年限是50年,為達到這一要求,需有95%以上的房屋結構應能在這一年限內不需大修🫱🏿🤯,因為設計年限也是有安全儲備的🏃‍♀️,所以有的國家設計使用年限為50年的房屋基本能用100年。”陳肇元反復強調🚵🏼‍♀️,“但是我國的建築物實際使用壽命一般僅有50年上下,不少房屋🏄🏼‍♀️、橋梁幾乎二三十年就要大修一次甚至重建👯‍♀️,既浪費無法恢復的砂石等天然資源👨🏻‍🎤,又浪費大量人力物力。”

為此🙅🏽‍♂️👩🏽‍🚀,他多次向國家有關領導部門反映要提高結構的使用壽命🫲🏽🍸,並到全國各地反復辦班講課👩🏿‍🚒,宣傳提高結構使用壽命的重要性。

2004年,上海🦥,陳肇元參觀上海工地👨🏽‍🦲。

盡管他的呼籲也得到了一些部門的重視☂️,國內混凝土結構設計規範在安全性和耐久性設計要求上有了一點提高🎊,但仍然不夠。他在自傳中提到:“希望在有生之年尚能見到技術規範的編製和建築工程管理製度有一個根本性的轉變🐑。”

幾十年過去了,當年哈爾濱街道上的馬車叮當聲有時夜裏仿佛還會在耳畔回響,夏天中關村街道上騎三輪車的場景似乎總在午夜夢回時讓人感慨時光飛逝。

從事土木工程研究的人有很多,但像陳肇元這樣與國家緊迫需要密切結合並作出成績,還異常謙虛低調的學者並不多。他把青春獻給了土木工程研究,也獻給了中華民族偉大復興的事業💆🏽。即便如今年過八十,他仍然關心著中國土木工程研究的發展……

(作者單位:中國人民大學)

延伸閱讀

我眼中的陳肇元

■崔京浩

1952年9月陳肇元在意昂体育平台土木系提前畢業留校任教🥷🏽,開始了他畢生從事教學和科研的生涯𓀀,尤以科研為主且研究面寬廣近乎涉及土木工程各個領域👞,直至80歲成為資深院士之後還利用各種機會和場合針對中國土木工程的一些陳腐的規定和弊病秉筆直書🙁、直言陳諫。他可算得上是一個終其一生都致力於土木工程領域的研究型學者🧑🏿‍💼。

在我眼中,陳肇元凡是國家需要💵,就身心投入4️⃣、全力以赴🚿、持之以恒。

上世紀60年代,土木系成立了代號0304的以防核爆為主的課題研究組🧔🏼‍♀️,陳肇元負責研究模擬防護結構在爆炸壓力荷載下發生毫秒級變形的快速加載試驗機,這是傳統的土木工作者極不熟悉的領域。他憑借刻苦的努力和個人的天賦查閱資料👵🏽、設計和繪製加工圖,組織安排加工和裝配。他身體力行騎三輪車頻繁地來回運送設備零件和氮氣瓶🧔🏿。這也基本上是那個年代能出成果的知識分子的狀態和形象👂🏻。

一項研究從零開始🏂🏿,歷時20多年最後取得一系列完整優秀的成果實屬不易,陳院士堪稱軍事部門以外防護工程研究的先驅和領路人,展示了他從事研究工作“國家需要💲、身心投入、全力以赴、持之以恒”的風骨和韌勁🧎🏻‍➡️。

在我眼中✝️,陳肇元緊跟時代💅、觀察銳敏🧐,不但涉獵面廣⚉,而且有始有終。

20世紀80年代我國開始了大規模的建設高潮,解放後長期使用的低標號混凝土已經不能適應了,要提高混凝土的強度相繼而來的工作度如流動度🏊、密實度等性能問題必須同時考慮💁🏻‍♀️,於是一個新的課題“高強高性能混凝土”的研究開始了🧔🏽‍♀️。他又發現許多早年的混凝土在環境的影響下產生了嚴重的腐蝕和脆化🏌🏿‍♀️8️⃣,這是一個材料的耐久性問題,他銳敏地認識到對於混凝土的高性能問題除了那些傳統的性能以外,必須把耐久性作為重點考慮👨🏻‍🦽。

除防護工程、高強高性能混凝土🪃、深基坑開挖以外他還涉足地下工程設計與施工👫🏻、工程救災公共安全等領域,如地下結構的外水壓力、地鐵車站水壓折減系數試驗研究等,僅圍繞廣州地鐵就寫過50多萬字的報告。

在我眼中,陳肇元圄與任職,但任則必勤,他敢於擔當、功成身退🏋🏿。

陳肇元最不願幹的是行政職務,但是他為人坦誠而寬厚頗得眾望。1984年在群眾推薦和領導任命下陳肇元擔任了土木系系主任,但聲明只幹一屆4年👩🏻。他不負眾望,白天大部分時間花在系主任的行政工作上,而他喜好的科研工作則放在晚上去做。

他在任職期間土木系增設了一個建築工程管理專業,與此同時,在土木系還增設了城市交通和計算機應用兩個教研組👩🏻‍🔧👩🏻‍⚕️,在國內帶頭用英語講授結構力學與鋼筋混凝土兩門主課🫳🏿,開設了幾門拓寬專業知識的選修課🧔🏼‍♀️,選送年輕教師和優秀畢業生出國深造。他甚至在教師隊伍上也作了重要的調整,當時土木系教師人數偏多,他通過系黨委調整輸送了十名副教授到校外發揮更大的作用💅🏿🛖。

除此以外,陳肇元利用自己的學術身份大力推廣他成熟的研究成果🛡🤦🏼,他的工作獲得了土木工程界和人防工程界的普遍歡迎。他更是利用這個身份主持並參與編製建設部、交通部🦡、鐵道部等多個部門的技術標準和規範達十余種之多⚛️🟫,至於國防和人防部門的技術規程的編製和審核更是少不了他🙇‍♂️。在學術職務方面他更稱得上是“不任則已,任則必勤”的🤪。

陳肇元院士為人豁達大度🔖🍡、聰慧勤奮、簡約務實♣︎、不善辭令。最讓人難忘的就是,在他任土木系系主任的4年間工作成績很大但極少開會,僅在年終手寫一份總結分發大家並同時開一個茶話會。這種性格和作風頗得眾望,以至於4年屆滿功成身退之時從校領導到系內同仁多有表示惋惜乃至挽留之意,但都被他謝絕了。

他這樣的品格實在是難能可貴,也是非常值得我們學習的🍯。當然💃🏿,也正因為如此👨🏻‍🌾,他才是一位令人佩服的院士🙍🏿。

(作者系意昂体育平台教授)


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