沈漢濤
巖土，生命之源，萬物之舟。
自從盤古開天地，巖土就以她博大的胸懷默默無聞地承載著、滋養(yǎng)著人類和萬物，生生不息，繁衍輪回。然而，巖土也和生活中的你我一樣，有時也會生病，也得診治，否則后果不堪設(shè)想——大廈傾倒，橋梁毀壞，鐵路中斷，水庫決口，礦山坍塌，古跡湮沒，生靈涂炭……古往今來，無數(shù)巖土“病變”引發(fā)的災難都證明了這鐵的事實。
而筆者眼前這位身材高大、滿頭鶴發(fā)、前額寬闊，濃眉下一雙專注眼神的長者——中國科學院武漢巖土力學研究所葛修潤院士，就是被人們稱作為巖土把脈問診的“大夫”。
風霜雪雨博激流
什么是巖土力學?葛修潤院士告訴筆者：巖土力學是土木工程的學科，涉及到巖土的物理力學性質(zhì)、強度、變形計算、穩(wěn)定性分析、擋土墻及基坑維護的設(shè)計與計算、地基承載力等巖土力學基本理論與方法；結(jié)合有關(guān)交通土建、建筑工程、土木與水利工程的理論和施工知識，分析和解決巖體工程及地基基礎(chǔ)問題。
1934年7月，葛修潤出生于上海市。l952年，他以優(yōu)異成績考入清華大學水利系，一年后，又考進前蘇聯(lián)敖德薩建筑工程學院。l959年以優(yōu)異成績獲得蘇聯(lián)優(yōu)秀畢業(yè)生證書，并獲得蘇聯(lián)水利工程師稱號。
令葛修潤始料不及的是，剛從蘇聯(lián)留學歸國，因?qū)θ翊鬅掍撹F發(fā)表了不同的看法而受到批判。政治審查結(jié)束后，本來他可以回故鄉(xiāng)上海，但被分配到中國科學院武漢巖土力學研究所工作。面對如火如荼的社會主義建設(shè)新高潮，26歲的葛修潤并未計較個人的得失，暗暗發(fā)誓將所學知識回報祖國。當他看見巖土力學實驗還是靠手工操作的落后現(xiàn)狀，心里非常焦急，于是憑借自己豐富的專業(yè)知識，與同事們一起日夜攻關(guān)，終于研制出野外試驗急需的大噸位加荷液壓枕。在此基礎(chǔ)上，他們再接再厲，又成功研制出專用扁殼千斤頂，至今仍然是市場上的暢銷不衰產(chǎn)品。人們在稱贊這些產(chǎn)品的同時，也對這位朝氣蓬勃、埋頭苦干的年輕工程師刮目相看，敬佩有加。
正當葛修潤準備把人生理想的航船駛向更加遼闊寬廣的大海時，暴風驟雨般的“文化大革命’’開始了。他像許多人一樣，陷入茫然之中。隨著轟轟烈烈的運動深入開展，他做夢也沒想到，相濡以沫的夫人周玉瑛被“組織”借故調(diào)到外地工作。葛修潤無言以對也無力抗爭，直到“文化大革命”結(jié)束，一家人才團聚。每當有人提起那段不堪回首的往事，他總是淡然一笑。在“文革”l0年中，葛修潤忍辱負重，逆境前行，仍然堅持在巖土力學領(lǐng)域里進行艱苦不懈的探索和研究。
1966年下半年，葛修潤帶著自己的研究成果，奉命主持湖北大冶鐵礦南部邊坡穩(wěn)定現(xiàn)場試驗的總結(jié)和邊坡穩(wěn)定度的分析計算任務(wù)。他提出了平面極限平衡問題的不需迭代過程的創(chuàng)新方法、空間五面體滑動分析方法和開挖爆破的動力分析公式，確保了工程施工安全和工程進度。
當時，我國巖土力學研究理論十分滯后，要想有所突破，必須另辟蹊徑。葛修潤把目光投到當時世界上剛剛出現(xiàn)的電子計算機編程代碼上，開始了“巖土力學有限單元法”研究。這是個全新的領(lǐng)域，也是個陌生的世界。他迎難而上，沉迷到忘我程度，滿腦子都是各種各樣的公式，似乎這些公式是世界上最有趣最迷人的東西。上億個數(shù)據(jù)，紛繁復雜的數(shù)據(jù)，一個數(shù)據(jù)一個數(shù)據(jù)靠他推算、排列、組合、分析、演繹。他在0至7這8個數(shù)字中邀游、迂回、飛躍。整整5個月，除了深夜回家睡覺外，葛修潤都沒離開過實驗室，終于使用國產(chǎn)電子計算機用機器碼編制出了大型有限元法程序，這是當時國內(nèi)計算大型地下洞室群的唯一的巖土力學分析程序。隨后，他又投入到無界元的研究中，大膽提出了節(jié)理無界元理論，并獲得成功。l973年，他為我國西部“511”工程大型地下洞室群做的線性和非線性分析，被公認為是我國大型地下工程中采用有限元分析成功的首例。
◆1981年在前聯(lián)邦德國波恩(總統(tǒng)府)作為洪堡學者與總統(tǒng)卡斯騰斯在一起
葛修潤先后參與主持了三峽工程中的發(fā)電站廠房大壩、地下廠房、船閘的抗滑穩(wěn)定等6項科研任務(wù)。其中，左岸水力發(fā)電廠房的第一號到第五號機組的地質(zhì)狀況最為復雜，深層滑動問題一直是三峽工程中最大的巖石力學難題。許多科研單位派員參加了此難題的研究。葛修潤又奉命應(yīng)召出征，不顧年老體衰，帶領(lǐng)他的團隊深入到工程第一線，勘察分析，以嚴肅的科學態(tài)度和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，提前完成了復雜艱難的計算任務(wù)?！伴L江三峽水利樞紐二期工程蓄水、通航、發(fā)電技術(shù)研究與實踐”課題獲湖北省政府授予的2004年度“科技進步獎”特等獎，他是獲獎?wù)咧弧?o:p>
幾度風雨幾度春秋，風霜雪雨搏激流。從風華正茂到兩鬢斑白，幾十年來，葛修潤的足跡遍布祖國的大江南北和西部的崇山峻嶺，包括世界上最高拱壩小灣水電站、海南省我國最富有的石碌鐵礦、湖北清江隔河巖水電站、清江水布埡水電站、四川二灘水電站、廣州抽水蓄能電站、深圳地鐵一號線工程、武鋼大冶鐵礦區(qū)獅子山、江西水平銅礦等地，都有他的精神風采和巨大奉獻。
問診大地主沉浮
“要創(chuàng)新并敢于攀登科學高峰”是葛修潤在科研工作中的座右銘。他在巖土力學上有著自己的獨到見解，在國際上享有盛譽。l981年，葛修潤獲得了德國洪堡基金會研究獎學金，與國際著名專家奧地利的米勒教授合作完成的《節(jié)理巖體在反復加荷情況下的力學性能研究》一文獲得國際同行的好評，此文對日本黑部川四號攔壩今后變形發(fā)展趨勢進行了科學預測。
在巖土工程加固技術(shù)方面，葛修潤也有許多創(chuàng)新發(fā)明，新型的砂固結(jié)內(nèi)錨固頭巖石預應(yīng)力錨桿，船錨型土工錨索和永久性自由張拉型密集索體的大噸位巖石預應(yīng)力錨索，先后獲得國家發(fā)明專利授權(quán)，在三峽工程采石場，風灘水電站等重要工程中廣為應(yīng)用。
葛修潤沒有陶醉在鮮花和榮譽里，他與同事們花了7年的心血，成功研制出全數(shù)字化由微機進行伺服控制的多功能巖石力學試驗機系統(tǒng)——RMT剛性伺服控制機系統(tǒng)。1993年12月，中國科學院對此組織了院級鑒定，評語是“在巖石力學同類試驗機中，性能達國際領(lǐng)先水平?！盧MT機已投入生產(chǎn)，榮獲國家科技部頒發(fā)的科技成果證書，售價每臺85萬元左右，有l(wèi)4臺已安裝在國內(nèi)許多著名大學的實驗室和研究院，替代了每臺高達200多萬元的美國產(chǎn)MTS試驗機，從而打破了國外公司在這個領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。這不僅僅為國家節(jié)省了大筆外匯，更重要的是，標志著一個國家、一個民族、一個人自強不息、自主創(chuàng)新的精神。
◆1982年在奧地利薩爾茨堡與國際巖石力學學會創(chuàng)始人米勒教授在一起
“老驥伏櫪，志在千里，烈士暮年，壯心不已?！边@是葛修潤的真實寫照。1998年，已是65歲高齡的葛修}IT-JZ主持研制利用醫(yī)用CT機對巖石和土的試樣進行平面加載和三向加載試驗，試驗不僅能觀察到巖土加卸載時裂隙發(fā)展過程，而且能記錄下試樣完全破壞的全過程。1999年此項新的研究和試驗方法獲得成功后，他撰寫的《煤巖三軸細觀損傷演化規(guī)律的CT動態(tài)試驗》論文一經(jīng)發(fā)表，在很短時問內(nèi)被引用次數(shù)就高達79次，在國內(nèi)外同行中掀起了一股用CT動態(tài)觀測新方法進行各類試驗研究的浪潮。
葛修潤在創(chuàng)新科研道路上沒有停步?！皵?shù)字式全景鉆孔攝像系統(tǒng)”是他帶領(lǐng)學生研制成功的又一套設(shè)備，已成為地質(zhì)勘察工作中的必備裝備?！皵?shù)字巖芯”解決了地質(zhì)鉆中經(jīng)常發(fā)生的取不到巖芯的難題，使現(xiàn)場人員可從鉆孔中獲得豐富的地質(zhì)信息資料。這套設(shè)備獲“第十三屆全國發(fā)明展覽會”金獎，2006年又被評為“全國杰出專利”。截至目前，在三峽工程工地、宜萬鐵路線工地、國家石油儲備體基地等數(shù)十個工程中都得到了廣泛應(yīng)用，解決了許多工程地質(zhì)勘探中的常見難題。
由于長期艱苦卓絕的科研工作和野外惡劣的生活環(huán)境，葛修潤身患糖尿病、高血壓、冠心病、腿部腫脹等多種疾病，但他仍像忠于職守的士兵堅守陣地，像奮不顧身的勇士馳騁在戰(zhàn)場?！爸灰転樽鎳ぷ?，就是我人生最大的幸福和追求?！备鹦逎欉@樣說，也是這樣踐行的。
金沙江最大的支流雅礱江流域，錦屏二級水電站也在開發(fā)之中。其工程區(qū)域、地質(zhì)條件非常復雜，除了高地應(yīng)力和巖爆之外，更有很嚴重的地下水問題，在錦屏水電站巨大的輸水隧道工程中，地應(yīng)力實測是其中極為重要的問題。在錦屏山下2430米深處，有幾個單位用了國內(nèi)外各種方法進行測試都沒有測出該地區(qū)的地應(yīng)力資料。2010年8月，葛修潤帶領(lǐng)他的團隊來到這里。經(jīng)過l0多天的實地勘察、論證和研究，葛修潤用他l0多年精心研究的一個創(chuàng)新方案：鉆孔局部壁面應(yīng)力解除法(BWSRM)原理和相應(yīng)的地應(yīng)力測井機器人在深達2430米處的地下巷道內(nèi)的水平鉆孔內(nèi)進行地應(yīng)力實測，獲得成功，得到了該處的三維地應(yīng)力張量，為錦屏二級水電站工程的順利進行提供了重要數(shù)據(jù)。葛修潤是我國首創(chuàng)BWSRM三維地應(yīng)力測量方法的第一人。
為了解決青藏鐵路和青藏公路穿越多年凍土帶地區(qū)的工程難題，葛修潤對傳統(tǒng)的“通風管”(一種預制的直徑為數(shù)十厘米的混凝土管道)作出了重大改進。他在這種管道壁上設(shè)計了許多孔洞，正是這種被稱為“透壁式”的通風管，蘊含著他超人的智慧和巧妙的構(gòu)思。通過這些孔洞，冷空氣可以與周圍凍土介質(zhì)直接進行對流、交換，可以有效保護凍土的臨界線不上移，減少凍土地質(zhì)工程的維護成本。透壁式通風管已獲國家發(fā)明專利授權(quán)，2006年該專利也被評為“全國杰出專利”。
葛修潤無疑是我國巖土力學工程領(lǐng)域的學科帶頭人，是一面先進旗幟。他先后申報和獲得專利授權(quán)20多項，這一項項豐碩成果，體現(xiàn)了他矢志不移的追求，凝聚著他過人的聰明才智，飽含著他對祖國、對人民的摯愛之情。
“問診大地我主沉浮”，葛修潤完全有資格這樣說。當然，他不會這么說。
白鶴梁水下“重生”
“登山則情滿于山，觀海則意溢于海。”葛修潤外表冷竣嚴肅，內(nèi)心卻充滿火一樣的熱情，他以豐富的專業(yè)知識傾心于對祖國文物遺址的關(guān)注與保護。
三峽“一號國寶”——白鶴梁，是位于長江三峽庫區(qū)上游涪陵城北長江中一塊長約l600米、寬約l5米的天然巨型石梁。相傳唐朝時朱真人在此修煉，吸引許多白鶴棲息于梁上，故而得名。自唐代廣德元年以來，先人們在白鶴梁上鑿刻了l8尾石魚，文字題刻達3萬多字，大多出自名家之手。平時石魚隱于水面以下，每隔三五年，當長江水位很枯的年份才在12月到次年3月這短暫時間內(nèi)露出水面。它記錄了自公元763年至20世紀初1300年來的72個長江最枯水位。故而，它對研究長江中上游的枯水規(guī)律、航運以及生產(chǎn)設(shè)置等都有重大的史料價值，被人們譽為“水下碑林”和“世界第一古水文站”。
倘若三峽水庫蓄水到156米高程后，白鶴梁將永沉江底，泥沙淤埋。對于后人而言，“白鶴繞梁、石魚出水”的豐年美景也將永遠成為傳說。因此，白鶴梁的保護工作迫在眉睫。
2001年2月，國家文物局、國務(wù)院三峽建設(shè)委員會和重慶市政府決定在涪陵召開專家評審會正式通過“就地保護”方案，并邀請葛修潤擔任專家評審組組長。
◆2011年度陳宗基講座主講人
在會議召開前一周，葛修潤在國家文物局第一次看到了關(guān)于白鶴梁“就地保護”的方案。他思忖片刻后，毫不掩飾地對這個方案表示了不很同意的態(tài)度，國家文物局的同志有些不解，他們請葛修潤擔任專家評審組長，其初衷就是要通過此方案，誰知他不認可?！耙驗檫@個方案，實質(zhì)上是把文物淤埋掉?！背鲇趯ψ鎳奈锉Ｗo的責任，也出于一個科技工作者的良知，葛修潤毫無保留地說出了自己的想法。
在涪陵會議召開前夜，有關(guān)領(lǐng)導告訴他“即將通過的方案是經(jīng)過l0年研究的結(jié)果，會議必須通過”，并希望他主持評審時能從大局著眼，不要影響三峽工程整體進程。葛修潤有些左右為難，在大局面前不得不點頭違心地服從。
就在會議即將通過“就地保護”方案的最后時刻，葛修潤好不容易爭取到半個小時表達了自己的想法作為備案，并當場一口氣畫出了8份草圖，向評委們講述了自己“無壓容器’’的設(shè)想。即在白鶴梁題刻最集中段上造一個長70米、寬25米左右的橢圓型殼體，將題刻罩起來，江水經(jīng)過濾后注入，可抵消殼體外的水壓，再建一條水下有壓管道和參觀廊道，永遠可讓我們的子孫后代透過玻璃窗觀賞、研究和利用白鶴梁題刻。
葛修潤發(fā)言完畢，立刻贏得大家的喝彩和雷鳴般的掌聲。雖然大家對他提出的“無壓容器”方案表示認可，但是主管此項目的行政領(lǐng)導們感到有些為難?！霸蟹桨敢淹ㄟ^審議和國家有關(guān)領(lǐng)導部門批準，而且三峽工程很快就要開始蓄水了，再搞什么新方案已來不及了?！睂嶋H上否定了他的“無壓容器”保護方案。
葛修潤回到上海，一想到白鶴梁將永埋江底的命運，夜不能寐，食不甘味，心里十分糾結(jié)，不甘心也不愿意看到我們先人留下的無價瑰寶在我們這一代人手中葬送掉?！拔覀兯龅囊磺幸蠈Φ闷鹣热?，下對得起子孫后代?！备鹦逎櫧K于決定要把這一情況向上級領(lǐng)導反映。他抱病疾書，向總理辦公室、國務(wù)院等有關(guān)單位領(lǐng)導報送白鶴梁保護方案材料，可是信寄出卻猶如石沉大海。在焦急又漫長的等待中，他再次來到中國工程院求助，院領(lǐng)導決定以工程院專報信息(每年僅有兩次報送機會)直接幫他把建議呈送總理辦公室。
在經(jīng)過長達半年的5次上書之后，終于引起國家有關(guān)部門領(lǐng)導的高度重視，批準葛修潤先進行“可行性研究”。經(jīng)過反復研究論證，最后采用了葛修潤院士的“無壓容器”方案。工程由水下博物館、連接交通廊道、水中防撞墩和岸上陳列館四部分組成。
2003年2月13日，白鶴梁原址水下保護工程正式開工，葛修潤十分欣慰地應(yīng)邀擔任業(yè)主單位和設(shè)計單位的顧問。
2009年5月18目，白鶴梁水下博物館于世界博物館日開館，成為世界上唯一的文化遺址水下博物館。2010年聯(lián)合國教科文組織20多名中外專家對白鶴梁水下博物館參觀考察，將此地譽為“保護最好的世界唯一古代水文站”。此項水下文化遺產(chǎn)的保護工程被聯(lián)合國教科文組織認為“世界第一”，為國家水下文化遺產(chǎn)的保護工作增添了光彩。
此外，葛修潤還多次出任中外合作保護敦煌莫高窟、山西云崗石窟、陜西彬縣大佛寺等項目的中方專家組組長和專家。主持了大冶銅綠山銅礦古礦遺址的高陡邊坡、陜西彬縣大佛寺古窟及三尊佛像的靜動力三維有限元分析并提出加固治理和監(jiān)測方案，對整個工程的完成和保護起到十分關(guān)鍵的作用。
葛修潤，這位為巖土把脈問診的優(yōu)秀“大夫”，用知識分子的良知生動詮釋了“鐵肩擔道義”的真諦，用科學家的睿智精心為祖國描繪出一幅幅壯美的畫卷。