“我這輩子就倆愛好，一個是研究黃土，還有一個就是寫詩。”透過照相機(jī)的鏡頭，教授王家鼎看起來一點(diǎn)也不像是個“搞地質(zhì)”的。可就在不久前，他和他的團(tuán)隊(duì)關(guān)于黃土地區(qū)工程災(zāi)害防治的科研成果《特殊巖土體“小變形大風(fēng)險”智能化監(jiān)測防治技術(shù)及中外工程應(yīng)用》，獲得了2023年度陜西省科技進(jìn)步一等獎。

王家鼎在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行振動臺實(shí)驗(yàn)。人民網(wǎng)記者 李志強(qiáng)攝

帶著學(xué)生“玩泥巴”

在西北大學(xué)國家重大科研儀器研制項(xiàng)目——黃土振動促滲測試系統(tǒng)研制實(shí)驗(yàn)室里，振動臺嗡嗡作響，教授王家鼎又帶著學(xué)生開始“玩泥巴”了。“這是從隴海鐵路沿線采回的土樣，土質(zhì)是新黃土，顆粒較粗，空隙也比較大，用這種土樣做振動促滲測試的時候，要重點(diǎn)注意水的滲透速度等各種參數(shù)”。王家鼎認(rèn)真地對自己的博士生說。

促滲，就是促使水在土壤里滲透，不同的滲透速度代表不同的降雨量，再加上振動臺，就可以模擬列車在黃土地區(qū)穿行時，土層結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生的變化——滑坡、泥石流、崩塌等。在水和振動的聯(lián)合作用下，這些都是黃土地區(qū)極易發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害。

王家鼎為記者展示采集回的土樣。人民網(wǎng)記者 李志強(qiáng)攝

黃土屬于第四紀(jì)以來在干旱與半干旱環(huán)境中沉積和賦存而形成的特殊沉積物，具有結(jié)構(gòu)疏松、大孔隙、壓縮性強(qiáng)、承載力低等典型非飽和土工程特性，并且對水和動力（車輛振動）的作用極為敏感。我國是世界上黃土分布最廣、厚度最大的國家，近年來，隨著高速公路、高鐵、航空等交通事業(yè)的飛速發(fā)展，幅員遼闊的黃土地上迸發(fā)了新的活力，但也為如何保障人民生命財產(chǎn)和國家工程建設(shè)帶來了新的命題。

敢為大地“整容妝”

作為西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系的教授，王家鼎研究黃土地區(qū)大型工程下的防災(zāi)減災(zāi)問題，已經(jīng)有三十年了。“鄭西高鐵、寶蘭高鐵、銀西高鐵、安康機(jī)場、呂梁機(jī)場......這些國家大型工程，我?guī)缀跞紖⑴c了。”風(fēng)起時飛沙走石、漫天塵土，風(fēng)止時千溝萬壑、縱橫交錯。惡劣的自然環(huán)境從來都攔不住“地質(zhì)人”前進(jìn)的步伐。

王家鼎（后排右一）在鄭西高鐵施工現(xiàn)場指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行振動波測試。受訪者供圖

鄭西高鐵是我國在黃土地區(qū)建設(shè)的第一條高鐵。在大面積濕陷性黃土地區(qū)修建高速鐵路，是一個世界性難題，由王家鼎牽頭的西北大學(xué)團(tuán)隊(duì)也開始參與研究如何解決高速鐵路的機(jī)車振動引起路基沉陷的問題。

從鄭州到西安500多公里，每個重點(diǎn)路段都要勘探、采樣、測試。王家鼎開車沿鄭西線走了三趟，取回的土樣堆滿了地質(zhì)學(xué)系的后院。

沒有前人經(jīng)驗(yàn)，沒有數(shù)據(jù)參考，團(tuán)隊(duì)艱苦攻關(guān)，終于拿出了第一份濕陷性黃土地基的動力特性與設(shè)計參數(shù)。“這一路上土質(zhì)不一樣、黃土厚度不一樣、收縮程度不一樣，我們一段一段做了實(shí)驗(yàn)，整理了滿滿三大張表。當(dāng)我把這個表交出去的時候，手都止不住地發(fā)顫。這個數(shù)據(jù)拿出去，我們是要負(fù)責(zé)任的！”實(shí)踐證明，王家鼎團(tuán)隊(duì)為鄭西高鐵的設(shè)計和施工提供了可靠的技術(shù)支撐。

在各個大型工程中，王家鼎和他的團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了黃土邊坡失穩(wěn)（滑坡）研究、黃土路基振（震）陷研究、黃土濕陷研究等科研項(xiàng)目，他還在研究中創(chuàng)新了機(jī)車振動引起黃土路基振陷理論、首創(chuàng)了深部黃土濕陷的巖橋 (古土壤層) 滯后塌陷理論、提出了柔性生態(tài)護(hù)坡工法及邊開挖邊防護(hù)理念等。

為攻克黃土振動促滲的定量測試難題，王家鼎率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主研制了首臺達(dá)到國際先進(jìn)水平的振動促滲儀，利用該儀器進(jìn)行的大量試驗(yàn)，創(chuàng)新性地提出了水和振動聯(lián)合作用下，對黃土邊坡的促裂、促滲、促崩解、促滑坡和促沉陷機(jī)理，刷新了黃土滑坡成因理論，填補(bǔ)了該領(lǐng)域空白。

“歷十載，路艱難，費(fèi)思量。削峰填壑，敢為大地整容妝。”2020年9月27日，安康機(jī)場通航，王家鼎受邀參加通航儀式。在現(xiàn)場回顧起團(tuán)隊(duì)為該項(xiàng)目前后長達(dá)十年的辛苦付出，王家鼎用一闋詞描述了自己的激動和感慨。

王家鼎（右一）在野外考察。受訪者供圖

在連接我國東西部的煤炭資源運(yùn)輸通道——瓦日鐵路工程開工建設(shè)時，如何讓最重的列車安全行駛在最軟的地基上，成為王家鼎遇到的新難題。尤其是當(dāng)鐵路施工到呂梁山脈時，鐵路邊上一處滑坡無論如何也找不到滑動面，若采取避繞處理，需要增加13億元的預(yù)算。

為尋找“癥結(jié)”所在，王家鼎在腰間綁上安全繩，沿著山溝陡峭的崖壁，深入40多米深的谷底泥潭。寒風(fēng)凜冽，泥水透過膠鞋傳來刺骨的冰冷。就在大家?guī)缀跸胍艞壍臅r候，“找到了！”王家鼎憑著獨(dú)有的經(jīng)驗(yàn)找到了滑動面。

王家鼎給學(xué)生講解如何識別滑坡面的滑動標(biāo)志。受訪者供圖

“我感覺有時候自己就是個醫(yī)生，遇到?jīng)]有明顯癥狀的疑難雜癥，要找到病根，就得靠這么多年積累的經(jīng)驗(yàn)。”把一件事做了三十年，王家鼎十分自豪。“我經(jīng)常被邀請到工程現(xiàn)場‘出診’呢，有的人干脆就叫我‘土郎中’！”

“地質(zhì)人”的浪漫

王家鼎的實(shí)驗(yàn)室里看不到窗明幾凈、一塵不染，高高的置物架上放滿了從全國各地采集回來的土壤樣品。隨手扒開地上的一個袋子，王教授撈出一塊土疙瘩，“你看，這是最近剛采回來的土樣，還沒來得及歸類。”拍掉手上的灰，他又帶記者去看自己的所獲得的獎項(xiàng)和榮譽(yù)。

王家鼎所獲部分獎項(xiàng)。人民網(wǎng)記者 李志強(qiáng)攝

近年來，王家鼎先后主持國家重大科研儀器研項(xiàng)目1項(xiàng)，國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目3項(xiàng)、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃課題1項(xiàng)以及鐵道部等省部級重大科研項(xiàng)目10余項(xiàng)，以第一完成人獲國家科技進(jìn)步獎二等獎1項(xiàng)、陜西省技術(shù)發(fā)明獎一等獎1項(xiàng)、陜西省科技進(jìn)步一等獎2項(xiàng)。

王家鼎在野外考察時留影。受訪者供圖

“你在曠野之中吶喊過嗎？”采訪中，王家鼎突然向記者問了一個奇怪的問題，但很快他又自問自答起來：“在遼闊的大西北，腳下的黃土可能數(shù)萬年都不曾有人踏足，那時候你會覺得個人是無比的渺小，能參與和見證偉大時代的變革，是多么榮幸的一件事啊！在曠野中你總是忍不住想要高聲呼喊，我覺得這可能就是我們地質(zhì)人獨(dú)有的浪漫吧。”王家鼎說。

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