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冯怀平:饱含激情耕耘“非饱和土”

2014.12.12
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dujuan1004

致力于为分析测试行业奉献终身

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   把目光锁定在世界岩土科研实验仪器最前沿,去发现问题寻求解决办法,实现研发突破,是冯怀平一直追求的目标。

  “所谓非饱和土,通俗地说,是指土的孔隙没有完全被水填充满,我们看到的土,大多是非饱和土。”冯怀平用一个形象的比喻,给《中国科学报》记者介绍非饱和土的概念。

  冯怀平是石家庄铁道大学土木工程学院的副教授,是我国非饱和土力学理论与应用专家。

  多年来,冯怀平饱含激情在非饱和土研究领域耕耘。其多项技术研发成果赶超国际先进水平,为校企搭建了一个非饱和土理论与应用的桥梁,创新成果在工程实践中不断实现价值最大化。

  走在前沿

  冯怀平2008年毕业于日本京都大学,主攻非饱和土方向,自博士阶段开始,主要从事非饱和土力学理论与应用的研究,现为石家庄铁道大学土木工程学院的涉外土木工程方向教研室主任。

  把目光锁定在世界岩土科研实验仪器最前沿,去发现问题寻求解决办法,实现研发突破,是冯怀平一直追求的目标。

  非饱和土试验测试一直以来面临着耗时长、成本高的问题。冯怀平通过反复试验,研发了以他自己的姓名命名的“FENG SWCC”土水特性曲线仪,经专家和用户检验,不仅成功解决了原来仪器受水头影响大的问题,而且提高了关于非饱和土进气值与滞回曲线的测试精度,且仪器可以自由扩展测试终端,大大提高了测试效率。而且,与国外设备相比,成本降低10倍以上。

  冯怀平研发的“FENG SWCC”土水特性曲线仪已申报了国际PCTZL,还得到GDS公司的认可,并与该公司进行合作推广。GDS公司在国际岩土试验和研究系统领域大名鼎鼎,自1979年成立以来,一直保持在岩土试验和研究系统的最前沿。

  “我们的科研只有走在前沿,才能不受制于人,得到别人的尊重与合作。”冯怀平说。

  着眼再创新

  冯怀平所在非饱和土实验室有美国、英国的多套非饱和土测试设备,但现有这些仪器在实验时总有许多不适合科学需求的地方。

  “引进仪器多为国际通用型,消化吸收国外仪器的长处,研发适合不同科研需求的试验仪器,一直以来都是我思考的问题。”在实验室里,冯怀平谈起了自己搞实验仪器创新的初衷。

  冯怀平告诉记者,在黄土、冻土及膨胀土等工程中,水分在土中的迁移对于土的力学性质有明显的影响,然而,目前土的力学性质测试方法,如动静三轴仪等都不能同时进行水分迁移测试,其主要原因是三轴试验空间狭小且测试过程不能中断,而传统的水分测试方法探头体积大,均不适合使用。这一问题成了制约水—力耦合试验发展的一个国际难题。

  “实验设备是开展实验研究的先行条件和基础,也关系到实验成果的科学正确与否。”在研究过程中,冯怀平经过反复试验发现已有仪器的不足,结合具体科研问题再创新。

  从2011年开始,冯怀平先后与中科院化学所、河北师范大学等多领域的专家商讨,将电学、电化学领域著名的VDP理论引进了土体含水量测试中,通过大量的比选试验,最终确定了合理的电极材料、电极结构形式,研发了测试控制及读数仪器,经实际检测及应用,取得了良好的测试效果。

  “着眼于工程中的科学问题与重视学科交叉的再创新,才能有原创性成果。”冯怀平认为。

  就在前不久,以该试验方法为支撑的项目获得了国家自然基金支持。

  经过3年努力,冯怀平在实验仪器创新成果方面取得丰硕成果,其中已经申报国家发明ZL8项,已授权3项。

  为工程实际服务

  “科研成果只有转换成生产力才能发挥价值,科技成果只有同国家需要、市场需求相结合才能创造新的价值。”这是冯怀平秉承的理念和奋斗目标。

  冯怀平的科研一直是围绕着非饱和土理论展开的。然而,非饱和土理论尽管近年来在国内外有了长足的发展,但非饱和土理论的工程实践应用一直是困扰研究者的一个难题。

  “科学技术必须同社会发展相结合,学得再多,束之高阁,那就不可能对现实社会产生作用。”冯怀平深刻认识到非饱和土理论的研究绝不能“纸上谈兵”,必须坚持与实际结合,创新成果只有在工程实践中才能实现价值最大化。

  从2008年开始,冯怀平跑企业、进工地,足迹遍布西部、华北各地,尤其关注工程建设中非饱和土理论应用的问题。经过多年攻关,与企业联合研发的“区域非饱和土抗剪强度的快速测定的方法”发明ZL,解决了非饱和土强度快速判断问题,填补了国内空白。

  积极参与协同创新,让自己的科研与企业合作,立足解决实际问题,冯怀平不断践行着“科学研究、实验开发、推广应用的三级跳”。

  “非饱和土强度查询系统”“张家口地区非饱和边坡设计程序”“非饱和路基沉降变形数据管理及评估系统软件”等非饱和土理论应用化软件连续完成。经企业工程实践检验,受到业内及企业青睐和高度评价:“这些软件用得上、效率高、精度准。”截至目前,他已有两套软件系统获得了国家计算机软件著作权。

  国家勘察大师梁金国这样评价冯怀平:“他的科研成果,搭建了一个非饱和土理论与应用的桥梁,使非饱和土理论真正为工程实际服务。”

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