刘汉龙院士：向地下更深处破题，向科研更高处攀登

12月11日，《重庆日报》头版及第三版要闻版“新重庆人才”系列报道专栏重点报道重庆大学刘汉龙院士从事科研工作三十余年，为软弱土“强筋”，为国家重大工程强基，为国家基础设施建设的安全提供坚实保障；《重庆晨报》头版及第三版整版聚焦刘汉龙院士三十余年攻坚克难，用全球领先科研成果撑起城市之重；《当代党员》报道刘汉龙院士向地下更深处破题，向科研更高处攀登。

《重庆日报》报道

《重庆晨报》报道

人物名片

59岁的刘汉龙，自称“地下工作者”。他常年与“土”为伍，每天都在思考“地下的事”。

小小一粒土，看似不起眼，在他眼里都是“宝贝”，事关重大——

九层之台，起于累土。不论是绵延万里的高速铁路、高速公路，还是高耸入云的建筑，都离不开稳定的基础，所谓“基础不牢，地动山摇”。

不过，作为我国岩土与地下工程领域的领军人物，刘汉龙所关注的“土”，并非一般的土，而是国家重大工程建设中常常遇到、有诸多“疑难杂症”的软弱土。

他带领团队像医生一样为软弱土开良方、强“筋骨”，为国家基础设施建设的安全提供坚实保障，为推动经济社会高质量发展不遗余力。

从事“地下工作”30多年，为我国岩土与地下工程领域的理论研究、技术研发和工程应用作出突出贡献的刘汉龙，前不久当选为中国工程院院士。12月7日，重庆日报记者走进重庆大学岩土实验室，对刘汉龙院士进行了采访。

技术创新

提高“定海神针”承载力

让软弱土有强壮“筋骨”

我国经济社会的飞速发展，伴随着大规模的工程建设。高速公路、高速铁路、高边坡、高土石坝以及陆域和岛礁吹填，诸多国家重大工程建设中，不可避免会遇到大量的软弱土地基。

软弱土强度低、易变形，在这样的地基上修建工程，潜在风险大，容易出现路堤沉降、路面开裂、边坡失稳等灾害。

地下基础打得牢，地上工程才能建得好。那么，如何确保这些建设工程基础稳定？经过潜心研究，刘汉龙院士团队想到了为软弱土植入强劲的“筋骨”。

桩基是解决重大基础设施沉降问题的“定海神针”，要让软弱土“强筋壮骨”，就要提高桩基性能，让桩基具有更高的承载力。

“传统的桩基主要是圆形桩和方形桩，我们则创新性地采用环形截面空心桩代替实心桩的技术思路，自主研发出PCC桩技术。”刘汉龙说。

PCC桩，即现浇混凝土大直径管桩，是一种适合于软土地区的新型高效优质桩型。与实心桩相比，同等混凝土用量条件下，PCC桩可提高承载力30%-50％；同等承载力条件下，PCC桩节省混凝土用量50％以上，施工机械能耗减少50％。

“PCC桩技术施工工艺简单，可操作性强，对环境十分友好。”刘汉龙院士介绍，如今，相关研究成果已经广泛应用于我国公路、铁路、港口、市政等国家重大基础设施地基加固，如京沪高速公路软基加固、京沪高速铁路软基加固、长江靖江港口软基加固等。

PCC桩技术甚至走出了“国门”——

2021年11月，越南首个城市轻轨项目——河内“吉灵-河东”轻轨正式投运。由于该项目软基中有大量的地下水、淤泥掺杂物等，在建设过程中，就采用PCC桩技术，有效解决了软弱土环境下沉降变形问题。

刘汉龙院士团队还通过创建桩土摩擦增强机制的复合地基理论，研发了现浇X形混凝土桩、浆固碎石桩等多种桩基成套技术和装备，攻克国家重大工程软弱地基工后沉降控制和复杂施工环境难题。

从理论研究、技术研发到工程应用，一路走来，团队遇到了许多难“啃”的“硬骨头”。

“科技创新，我们总是在路上，但并非一路坦途。”刘汉龙院士说，甬台温高速铁路项目的技术攻坚，就让他印象深刻。

甬台温高速铁路的很多路基工段，建设场地上方都有高压电线，环境复杂，施工高度低，采用常规施工机械无法展开作业。

高速铁路建设时间紧、任务重，一刻也耽误不得。项目承建方找到刘汉龙院士团队求助，希望能尽快拿出一个解决方案。

“传统方法不能解决问题，就只能研究新方法。”刘汉龙说，接到任务后，团队夜以继日做试验，这种技术路径不行，就换另一种，在一个月时间里反复做了大量试验。最终，他们找到了理想的解决方案，研发出浆固碎石桩及其复合地基技术，在甬台温高速铁路率先进行了工程应用。

该技术施工机械高度低、不挤土、对周围建筑物影响小且施工组织灵活，后来被广泛应用于京沪高速铁路、沪宁城际铁路等国家重大工程大面积地基处理，取得显著的经济社会效益。

交叉思维

研发微生物岩土技术

让文物“活”了起来

前不久，江西瑞金中央革命根据地纪念馆给重庆大学发来一封感谢信，对刘汉龙院士团队大力支持瑞金红井纪念碑全国重点文物保护工作深表感谢。

原来，由于长期在露天环境下风吹日晒、霜冻雨淋，当地重要文物——红井纪念碑出现了明显裂隙和生物病害。刘汉龙院士团队采用微生物岩土创新技术，对红井纪念碑进行了无偿修复，成功让其“修复如新”。

这，其实是刘汉龙院士团队在国内外率先将传统土力学原理和微生物固化技术相结合，研发微生物岩土创新技术，在实际应用中取得的重要成果之一。

微生物岩土创新技术，就是培养特定的微生物，通过向松散的砂土中灌注菌液以及营养盐，利用微生物矿化作用在砂颗粒间快速析出方解石凝胶，从而改善土体的物理力学性能。

这项新技术被刘汉龙院士团队用于液化砂土加固、边坡加固等领域。与此同时，他们还开辟了微生物岩土创新技术在岩土文物保护修复的应用新领域，让文物“活”了起来。

为何会想到这样“混搭”、开辟新领域？

实际上，刘汉龙院士曾经学过很多不同的专业。从1982年考上浙江大学攻读学士学位开始，到后来在河海大学读硕士、博士，再到在日本国立港外技术研究所做博士后，他学过水工结构工程、岩土工程、地震工程，还搞过房屋设计，把“大土木”专业学了个遍，这让他一直以来都具有交叉学科思维，并致力于推动交叉学科建设。

将传统土力学原理和微生物固化技术相结合，就是他的具体行动之一。

走进岩土实验室的微生物土实验室，重庆日报记者看到，一个个玻璃器皿内，有研究人员正在培养的微生物。在研究人员的“精心照料”下，不久的将来，它们将变得更加“听话”。

“自然界中存在大量微生物，我们的任务是让需要的微生物被驯化并存活下来，促进微生物岩土形成，达到改善土体的物理力学性能这一目的。”刘汉龙院士说。

目前，团队已培养出10多种“听话”的微生物，并将相关成果应用于多处全国重点文物保护单位和市级文物保护单位，开展基于微生物岩土创新技术的研究性保护工作，如重庆大足石刻、河南汝州张公巷汝窑遗址、甘肃敕赐感恩寺碑等。

大足石刻是重庆唯一的世界文化遗产。在刘汉龙院士的指导下，院士团队成员、重庆大学土木工程学院微生物实验室的杨阳博士，与大足石刻研究院共同承担了“基于生物碳酸盐胶凝材料的石质文物修复技术研究”“潮湿环境砂岩质石窟岩体微生物加固补配修复关键技术研究”两项研究课题。

如今，研究课题成果在大足石刻多处开展现场试验，已初步验证在多因素作用下，通过微生物加固方法进行砂岩质石窟岩体补配修复的有效性和可行性。

“微生物岩土具有生态环保、就地取材、可持续再生等特点，在一条条细小的文物裂缝中补上微生物岩土，让微生物岩土在文物修复领域得到应用，可有效避免传统修复技术的缺陷。”刘汉龙院士表示。

追求完美

“做好科研工作

一定要有全力以赴的团队”

2013年12月18日，刘汉龙院士从河海大学来到重庆大学工作。再过几天，他来重庆就整整10年了。

10年间，他的团队不断取得国际领先的科研成果，迄今已拥有200多项专利。

在团队成员眼里，刘汉龙院士是个“工作狂”，很多时候一天工作十五六个小时。

即便是出差，他也会随身携带大量文件资料，在飞机上、车上阅读、批注、勾画，一路上停不下来。

“前段时间跟刘老师一起出差，因为起得很早，我一上飞机上就睡着了。醒来后知道，他一直在工作。”重庆大学土木工程学院教授肖杨说。

作为刘汉龙院士的硕士生、博士生，肖杨加入团队已有十多年时间。刘汉龙老师给他印象最深刻的，是对待科研的“一个PPT改十几次，对我们来说是家常便饭。”肖杨说，举个例子来讲，一页PPT文字放多少、图片放多少，字体风格、大小、颜色，怎么搭配起来能有更好的效果，刘汉龙院士都会精益求精。

对此，刘汉龙笑着解释：“从来没有完美的个人，但做好科研工作，一定要有全力以赴追求完美的团队。”

他表示，希望团队在不断壮大的过程中，能更好地发挥每个人所长，保持对科研的热爱，胸怀国之大者，面向国家需求，各司其职、积极进取、团结合作，努力成为完美的团队，在永攀科技高峰的道路上取得更大成果。

刘汉龙院士是江苏扬州人，来重庆10年后，已成为一个真正的新重庆人。他不仅爱上了山城的四季常绿，更痴迷于重庆科技创新的持续进步和经济社会的高速发展。

“重庆是一座山地城市，人多地少，在向地下要空间的过程中，岩土与地下工程大有可为。”刘汉龙院士说，要把地下空间充分利用起来，需要科技创新的支撑，这让他时刻保持紧迫感，在科研道路上不敢稍有松懈。

“道阻且长，行则将至；行而不辍，未来可期。”这是刘汉龙院士喜爱的一句箴言。

“未来的岩土与地下工程必定是走以智能化为基础的绿色发展之路。我将继续和团队一起，不忘初心，砥砺前行！”他说道。

来源 | 重庆大学

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