將青春融入凍土

□ 石艷美

你看到的是多項重大線路工程在青藏高原等極寒地區(qū)“翻山越嶺”，看不到的是一代又一代的凍土與寒區(qū)工程研究者們將自己的青春與熱情融入祖國的凍土事業(yè)。如今，新時期的青年研究者們前赴后繼，將滿腔的熱情投入到這項事業(yè)當中，中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所副研究員穆彥虎就是其中的一員。

穆彥虎在青海玉樹州滑坡現場

在我國，近75%的國土面積會經受凍融作用，其中多年凍土分布面積占國土面積的近1/4，是世界上繼俄羅斯、加拿大之后的第三凍土大國。

與俄羅斯、加拿大等地區(qū)的高緯度凍土不同，我國主要以高海拔多年凍土、中低緯度多年凍土為主，多年凍土的溫度較高，對氣候變化及人類活動的敏感性更強，熱穩(wěn)定性較差。因此在氣候變暖和工程擾動條件下，多年凍土的退化更加嚴重，由此所引發(fā)的融沉問題及工程病害問題也更加顯著?，F如今，在國家“一帶一路”戰(zhàn)略背景下，結合國家重大戰(zhàn)略和科技需求，繼續(xù)深入開展凍土環(huán)境與凍土工程問題研究，是目前中國凍土科研人員的重要使命。

在旁人眼中，也許“凍土”只是一個冰冷遙遠的詞語，但對穆彥虎來說，凍土早已融入了他的生活，成為他生命中的一部分。多年來，他扎根在凍土研究中，在凍土的力學性質與寒區(qū)線性工程基礎穩(wěn)定性等研究方向積累了豐富的經驗，如今，他仍未忘記自己所肩負的使命，在凍土研究中堅定前行著。

與凍土研究結緣

穆彥虎與凍土研究的結緣，還要從他的學習經歷開始說起。

本科時，穆彥虎就讀于西安交通大學建筑工程與力學學院，2006年本科畢業(yè)后，為了進行進一步的深造，穆彥虎考取了中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所的碩士研究生，并在此開始碩博連讀，開展地學以及巖土工程研究工作。

眾所周知，從事地學或者巖土工程研究，野外的實踐工作和親身體驗非常重要，而穆彥虎真正開始接觸凍土與寒區(qū)工程的研究，就是從2009年跟隨他的博士導師馬巍研究員進行的一次野外工作開始的。

在那次野外工作中，穆彥虎看到了神奇而美麗的青藏高原，看到了世界寒區(qū)工程領域的里程碑工程——青藏鐵路工程，同時，親身體驗了什么叫“高原缺氧”。一路上，他聆聽了關于青藏高原、關于凍土環(huán)境、關于青藏鐵路冷卻路基理念和建設的細致講解，并在這次經歷中，真正體會到了“青藏高原”這個天然實驗室的魅力，體會到了中國凍土科研工作者“缺氧但不缺精神”的品質。穆彥虎被這種魅力和精神深深吸引，由此，下定決心選擇在這一領域繼續(xù)自己的科研征程。

博士階段，穆彥虎的主要研究方向為青藏鐵路凍土路基溫度、變形動態(tài)變化過程。這一研究工作中，他們基于青藏鐵路路基溫度、變形長期監(jiān)測系統(tǒng)的詳實、長序列的現場監(jiān)測數據，開展了塊石冷卻路基冷卻降溫效果與過程、普通填土路基凍土地基溫度變化過程、路基變形特征與機理等方面的研究，并在此之中積累了豐富的經驗。

熾熱的凍土研究夢

2012年7月，穆彥虎順利從中國科學院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所博士畢業(yè)并正式留所，開始隨馬巍團隊開展研究工作。在很多人看來，也許凍土力學與寒區(qū)工程是一門繁瑣枯燥的學科，又需要常年與野外嚴酷的自然環(huán)境打交道，但是強烈的興趣和熱情使穆彥虎對凍土研究甘之如飴，并在凍土研究方面取得了一系列突出性成果。

凍土的強度是指在荷載作用下凍土抵抗破壞的極限能力，是計算凍土構筑物承載力、評價凍土地基穩(wěn)定性的一個重要指標。針對工程實際中的受力狀況，準確預測凍土在復雜應力條件下的強度特征是凍土力學研究的重要課題，也是凍土區(qū)工程進行合理設計和施工的重要保障。

為拓寬凍土力學試驗方法，深入認識凍土復雜力學行為，凍土工程國家重點實驗室與美國GCTS公司合作研發(fā)了世界上首臺凍土靜動空心圓柱儀。在這臺儀器的基礎上，穆彥虎在自己負責的國家自然科學基金青年基金項目“全應力空間中耦合溫度效應的凍土強度準則研究”中，他和團隊成員們首次通過試驗獲得了凍土在不同子午面上的強度特征，由此結合在p-q平面上凍土的強度軌跡，首次基于試驗數據構建了凍土在全應力空間中的強度準則，推動了凍土強度的研究，并基于項目研究成果發(fā)表了多篇高水平科技論文。

除此之外，在中俄原油管道工程、青藏直流聯網工程等多項重大寒區(qū)工程項目中，也有穆彥虎的身影。

中俄原油管道工程是我國能源戰(zhàn)略通道的重要組成部分，也是中國石油服務國家“一帶一路”建設，鞏固中俄能源合作的重要項目。在這項工程中，穆彥虎所在團隊針對埋地大管徑高溫輸油管道與多年凍土地基的熱力相互作用，開展了管道周圍凍土地基凍結與融化過程及融化圈層時間發(fā)展過程、管道工程沿線油溫預測的模擬研究，在此之中做出了突出貢獻。

國家電網公司青藏交直流聯網工程是國家西部大開發(fā)23項重點工程之一，是國家電網公司貫徹中央西部大開發(fā)戰(zhàn)略、落實中央第五次西藏工作座談會精神的重大舉措。在這一項目中，穆彥虎團隊針對青藏直流聯網凍土區(qū)塔基穩(wěn)定性問題，開展了熱管措施在塔基基礎冷卻降溫效果的研究，系統(tǒng)考察了包括熱管數量、埋深方式、埋深深度等因素對降溫效果的影響規(guī)律及程度，提出了熱管措施加保溫材料的復合冷卻降溫措施，并對其冷卻降溫效果進行了系統(tǒng)的模擬。根據青藏直流聯網工程沿線多年凍土地溫、含冰量，并考慮塔基埋深、塔基形式，探討了兩類措施的適用性。

野外工作有苦也有樂

從事凍土力學與寒區(qū)工程的研究工作，穆彥虎團隊經常要深入到青藏高原等嚴寒缺氧的地帶，雖環(huán)境艱苦，但是穆彥虎和團隊成員們以苦為樂、靜心研究，而在那里所發(fā)生的事情都已成為了他們心底難以磨滅的記憶。

唐古拉山口的微笑

那是2012年6月，馬巍主持的原國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973）項目啟動了第一野外考察，穆彥虎作為項目辦公室秘書和第六課題研究骨干，負責此次科考的帶隊和協調工作。

6月的青藏高原，一場大雪便是冬季，雪后半小時又成了艷陽高照的夏天?？瓶缄犼爢T間相互關心、團結協作，開展了大量的現場考察工作。有一次，科考隊在北麓河住宿一晚后，早晨起來，整個北麓河盆地被白茫茫的大雪覆蓋。吃完早飯后，團隊中的工作人員走入茫茫雪地之中，縱情享受大雪所帶來的愉悅，大家沉浸在一片歡樂的氛圍中，完全忘卻了研究工作的辛勞和高原反應的困擾。

穆彥虎說，雖然青藏高原的環(huán)境十分的惡劣，高原缺氧、天氣的頻繁變化，每個人上去身體上都會很難受。但是，正是這樣一群人，他們不畏高原，熱愛高原，在這樣一個天然實驗室里開展著科研工作，服務于一條路、一條輸變電線路或者一條管道的建設、運營、維護，服務于青藏高原脆弱環(huán)境的保護，這種精神是值得人贊佩的，而他自己也被深深地感染了。

科學研究的道路，永遠沒有終點。目前，穆彥虎負責的“大孔隙塊體類—通風管復合冷卻路基的幅寬熱效應研究”項目和參與的“青藏高速公路修筑對凍土工程走廊的熱力影響及環(huán)境效應”項目，均在順利進行中。同時，他和所在團隊目前正在開展寒區(qū)長距離輸水工程和土石壩工程科研項目的研究工作，服務于我國寒區(qū)水利工程的建設和運營維護。

將青春奉獻給祖國的科研事業(yè)。轉眼間，穆彥虎從事凍土力學與寒區(qū)工程的研究工作，已近10年。如今，這仍是他最大的心愿和永恒追求的目標。