葛修潤：不屈不撓，開創(chuàng)邊坡新局面

綜合

葛修潤是我國巖石力學(xué)與工程學(xué)科的主要開拓者和杰出貢獻(xiàn)者，創(chuàng)新性地提出了三峽“一號國寶”白鶴梁“無壓容器”原址保護(hù)方案，使世界第一古代水文站絕處逢生；極大促進(jìn)了我國巖石力學(xué)理論與工程技術(shù)的發(fā)展，為三峽水利樞紐等一批國家重大工程建設(shè)和歷史文物保護(hù)作出了巨大貢獻(xiàn)。

1、不屈不撓，首創(chuàng)矢量和分析方法

很多重要科研成果表明，人們常需要經(jīng)過較長時間的努力奮斗才能得到結(jié)果。因此，培養(yǎng)堅持不懈和不屈不撓的精神對一名科研工作者來說十分重要。從20世紀(jì)60年代初開始，葛修潤接觸了一個重要課題抗滑穩(wěn)定分析理論與方法。這對于研究和評估山體和人工邊坡抗滑穩(wěn)定性、大壩抗滑穩(wěn)定及地下碉室邊墻穩(wěn)定問題的分析都十分重要。直到現(xiàn)在，在這方面占統(tǒng)治地位的方法就是剛體極限平衡分析法。此方法的發(fā)展已有近90年的歷史，在此領(lǐng)域，國外許多學(xué)者取得了重要進(jìn)展，形成了許多流派，也產(chǎn)生了許多知名的巖土力學(xué)家。此方法雖然有許多優(yōu)點，但葛修潤覺得尚有較多不足之處。葛修潤感到國際上這些不同流派的方法有一個共性問題它必須采用強(qiáng)度折減方法，即通過不斷調(diào)整強(qiáng)度折減系數(shù)，通過迭代算法，使研究對象達(dá)到極限平衡時的強(qiáng)度折減系數(shù)值即抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)值。

葛修潤在從事武鋼大治鐵礦南邦邊坡穩(wěn)定研究時就已經(jīng)意識到了這一問題，并立志改變現(xiàn)狀。他當(dāng)時做了局部改進(jìn)，提出了一種叫 Ks 法的方法，它可以不作迭代計算，也不需強(qiáng)度折減，直接就能算出抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。1983年，葛修潤又繼續(xù)對這樣的課題作進(jìn)一步研究，并提出了不采用強(qiáng)度折減原理的抗滑穩(wěn)定分析研究方法的一些原則，并推導(dǎo)了一些核心公式。由于當(dāng)時其他研究任務(wù)繁重，他沒有更多時間專門來搞此課題，但一直將其放在心中，有些時間時就作一些思考和探索。直到2005年，他正式提出了抗滑穩(wěn)定分析新方法一一矢量和法，并指導(dǎo)了兩位博士研究生對該方法進(jìn)行了深入研究。2008年，他在學(xué)術(shù)刊物《土木工程學(xué)報》“黃文熙講座上作了有關(guān)矢量和等問題的講座。用矢量和法只需根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)實的材料特性和作用荷載就可得出計算平面問題抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，對三維問題只需數(shù)次計算就可得到抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)?；仡欉@一課題的研究，斷斷續(xù)續(xù)進(jìn)行了近50年，終于摘得了碩果。如果半途而廢顯然之前的努力都將化為泡影。

2、勇于奉獻(xiàn)，開創(chuàng)我國邊坡研究新局面

20世紀(jì)60年代初，葛修潤參加了我國著名的“大冶鐵礦南幫邊坡穩(wěn)定性研究”重大課題，他主持完成了現(xiàn)場試驗、資料整理總結(jié)及大冶南邦邊坡穩(wěn)定分析工作，用創(chuàng)新性思維提出了二維、三維及動力問題分析方法，使這項已投資200多萬元的邊坡研究重大課題圓滿結(jié)題。該項研究是我國最早結(jié)合大型原位試驗的邊坡工程為各地培訓(xùn)了大批人才，對我國巖石力學(xué)界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，為葛修潤自己今后全面主持重大工程課題研究打下了堅實的基礎(chǔ)。

武鋼大冶鐵礦獅子山幫A區(qū)尖F9斷層上盤邊坡由于巖體受成礦擠壓破碎蝕變作用，巖性變化和工程地質(zhì)條件更加復(fù)雜，隨著邊坡高度的增加，邊坡穩(wěn)定性不斷惡化。1990年4月30日產(chǎn)生了滑體次年11月斷層破碎帶中又發(fā)生了局部滑坡，已經(jīng)嚴(yán)重影響到下部采坑的正常生產(chǎn)。為確保下部采場以后10年的生產(chǎn)安全，他接受了武鋼和大冶鐵礦的委托。截至1991年12月底，24米高程以上加固和監(jiān)測工程全部完成，并得到了加固后的穩(wěn)定性監(jiān)測資料和加固效果的計算分析結(jié)果。

1990年5月，武鋼公司主力礦山之一——武鋼大冶礦露天礦區(qū)獅子山北邦發(fā)生大規(guī)模滑坡，嚴(yán)重威脅礦區(qū)主要公路運(yùn)輸狀況和全礦區(qū)的安全生產(chǎn)。受武鋼公司的委托，葛修潤主持獅子山北邦滑動區(qū)治理和邊坡的加固工程。武鋼主管礦山的總工程師鄭重托付他要把此項整治加固工作與生產(chǎn)同步，堅持到20世紀(jì)末。葛修潤帶領(lǐng)工作團(tuán)隊深入礦山調(diào)查研究并進(jìn)行加固治理的現(xiàn)場調(diào)研，用多種手段在邊坡上布置先進(jìn)的檢測網(wǎng)，為確保礦山的安全生產(chǎn)作出了貢獻(xiàn)在此期間，作為第一完成人，他曾獲湖北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。

針對“大冶鐵礦南邦邊坡穩(wěn)定性研究”這一重大課題，葛修潤負(fù)責(zé)了樞紐試驗工作的規(guī)整和冬種試驗工作的總結(jié)，具體主抓了該研究最后的總結(jié)報告，共12本，這在當(dāng)時是少有的，成了全國的范本。如今已成為首座國家礦山公園的大冶鐵礦邊坡被人們戲稱為我國“巖體力學(xué)的黃埔軍?！?。

3、潛心鉆研，開展線性和非線性有限元程序攻關(guān)

葛修潤是較早將有限元法引入我國巖體工程的學(xué)者之一。

1971年，他得知國家急需將世界上最先進(jìn)的應(yīng)力分析法“有限元法”引進(jìn)并應(yīng)用于巖土工程課題，用仿真模擬求解真實的工程問題。在沒有可參考程序的情況下，葛修潤立刻帶領(lǐng)科研小組開展了有關(guān)有限元線性和非線性程序的攻關(guān)。

當(dāng)時，國內(nèi)已獨(dú)立自主研制出了三臺晶體管式計算機(jī)，其中一臺就在武漢大學(xué)數(shù)學(xué)研究所。由于葛修潤不能直接進(jìn)入“X-1” 機(jī)大廳操作和運(yùn)算，他就抓緊時間學(xué)習(xí)該計算機(jī)的說明書、操作指令及與有限元相關(guān)的一些文獻(xiàn)。

經(jīng)過連續(xù)三四個月的刻苦鉆研，以葛修潤為主的科研小組成功編寫了平面問題有限元線性和非線性程序，并于1971年年底調(diào)試通過了計算分析程序，對我國西南地區(qū)某大型地下火電廠三個酮室群的平面變形問題進(jìn)行了線性和非線性計算，此成果被國內(nèi)同行認(rèn)為是我國將有限元分析用于大型地下碉室群分析的首例。

鉆研有限元方法的日子對于葛修潤來說是緊張且艱難的。那幾年，為了有限元法，他日夜工作。那時葛修潤得了嚴(yán)重的肝炎，身體特別不好，愛人也不在身邊。病重時，葛修潤只能躺在床上休息，但只要稍微清醒，他就會爬起來做運(yùn)算，有時實在爬不起來，就躺著想問題。

1974年，葛修潤為葛洲壩二江泄水閘做抗滑穩(wěn)定非線性分析為該工程作出重大貢獻(xiàn)。有限單元法在巖體力學(xué)中的應(yīng)用及非線性分析方法獲1978年中國科學(xué)院重大科技成果獎。