人物生平
吳炳焜,1914年10月4日出生于浙江省杭州市。幼年在浙江鎮(zhèn)海讀小學(xué),1927年入杭州安定中學(xué),1930年入浙江省立杭州高級(jí)中學(xué)。1933年考入天津北洋工學(xué)院(現(xiàn)天津大學(xué))土木系,修水利專(zhuān)業(yè)。在此期間, 他參加了著名的“一二·九”運(yùn)動(dòng),作為學(xué)生會(huì)常務(wù)干事,他積極發(fā)表演講,宣傳抗日救國(guó)道理。1937年夏畢業(yè)后,在南京資源委員會(huì)水利處工作。隨后抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),單位內(nèi)遷至武漢,他未隨行前往,并自1938年始,先后在昆明大昌建筑公司、重慶工務(wù)局、兵工署建庫(kù)委員會(huì)等單位工作。
1940年回昆明與同學(xué)、朋友們創(chuàng)建了致遠(yuǎn)建筑公司,并出任經(jīng)理,主要承擔(dān)機(jī)場(chǎng)跑道及房屋建筑的建設(shè)。1947年赴美留學(xué),在耶魯大學(xué)研究生院學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)工程和土力學(xué),次年轉(zhuǎn)至威斯康新大學(xué)水利系學(xué)習(xí),并于1949年初獲科學(xué)碩士學(xué)位。其時(shí),正值解放大軍渡江在即,他毅然放棄繼續(xù)深造的機(jī)會(huì),回國(guó)迎接解放。同年8月,受聘為交通大學(xué)唐山工學(xué)院(現(xiàn)西南交通大學(xué))水利工程教授。到校后,講授水工課程并籌建水力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。1950年,開(kāi)設(shè)土力學(xué)課程,隨后相繼籌建了土力學(xué)實(shí)驗(yàn)室和土力學(xué)地基及基礎(chǔ)工程教研室,并任教研室主任。1980年后,曾擔(dān)任西南交通大學(xué)應(yīng)用力學(xué)研究所所長(zhǎng)。他在20世紀(jì)50年代主要從事土力學(xué)理論的研究工作,60年代至80年代初的20多年中,則致力于樁基礎(chǔ)的理論研究工作。80年代始,他獨(dú)辟蹊徑,開(kāi)始了以概率方法研究粒性介質(zhì)力學(xué),進(jìn)而建立土力學(xué)基本理論的艱難探索,直到生命的最后一刻。
吳炳焜自1957年中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)土力學(xué)及基礎(chǔ)工程委員會(huì)成立時(shí),即當(dāng)選為理事,1986年后為名譽(yù)理事。1980年由學(xué)會(huì)推薦,成為國(guó)際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)會(huì)會(huì)員。他還曾任唐山市城市建設(shè)委員會(huì)委員、鐵路高等學(xué)校橋梁與隧道專(zhuān)業(yè)教材編審委員會(huì)委員。由于科研成績(jī)突出,他曾于1978年分別被評(píng)為鐵道部鐵路科技戰(zhàn)線先進(jìn)個(gè)人和四川省科學(xué)技術(shù)先進(jìn)工作者。
主要科學(xué)技術(shù)成就
我國(guó)土力學(xué)理論研究的開(kāi)拓者之一
1949年在唐山工學(xué)院任教后,吳炳焜即在唐山工學(xué)院開(kāi)出土力學(xué)課程,隨后籌建了土力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室擁有三軸試驗(yàn)儀等當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的土工試驗(yàn)設(shè)備,為研究工作的開(kāi)展創(chuàng)造了良好的條件。 1954年,他在 《土木工程學(xué)報(bào)》 上發(fā)表長(zhǎng)篇論文 《散體的限界平衡》 ,將索柯洛夫斯基的粒性介質(zhì)理論系統(tǒng)地介紹到我國(guó)。
稍后,又在《土木工程學(xué)報(bào)》上發(fā)表討論文章,對(duì)土力學(xué)中兩個(gè)經(jīng)典土壓理論提出了自己的獨(dú)到見(jiàn)解,澄清了人們的一些模糊認(rèn)識(shí)。第一個(gè)五年計(jì)劃期間,在我國(guó)西北地區(qū)進(jìn)行的鐵路等基本建設(shè)中,依照前蘇聯(lián)對(duì)黃土的研究成果指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工,結(jié)果出現(xiàn)了邊坡坍塌等許多問(wèn)題,這說(shuō)明我國(guó)黃土具有其自身的特點(diǎn),為此,國(guó)內(nèi)開(kāi)展了對(duì)黃土的系統(tǒng)研究工作。
在此期間,他于1956年帶領(lǐng)學(xué)校一批年輕教師參加了鐵道部組織的考察組,前往西北地區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,并進(jìn)行了相應(yīng)的研究工作:一是在具有典型濕陷性質(zhì)的蘭州近郊東崗鎮(zhèn)第四級(jí)臺(tái)地上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn),研究黃土地基的承載特性;二是取土樣在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn),研究黃土的力學(xué)性質(zhì)。在歷時(shí)一年半的試驗(yàn)期間,他多次親臨工地指導(dǎo)和參加試驗(yàn)工作,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)完成后,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,他對(duì)黃土地基的承載特性進(jìn)行了深入的理論分析,并完成長(zhǎng)篇論文《由地基加載試驗(yàn)研究蘭州臺(tái)地淺層黃土的變形》。同一時(shí)期,還自東崗鎮(zhèn)和距蘭州五六十公里的邵家堂取回大量原狀土樣,應(yīng)用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的土工儀器——三軸試驗(yàn)儀進(jìn)行了共計(jì)80余組的三軸壓力試驗(yàn)。之后,應(yīng)用塑性理論對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究,確定出黃土的強(qiáng)度及變形性質(zhì),其成果以長(zhǎng)篇論文《蘭州黃土的變形性質(zhì)和抗剪強(qiáng)度》發(fā)表于第一屆全國(guó)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程論文報(bào)告會(huì)上。
上述研究成果為當(dāng)時(shí)我國(guó)黃土地基基礎(chǔ)規(guī)范的制定做出了重要貢獻(xiàn)。 以粒性力學(xué)為基礎(chǔ)建立土力學(xué)的基本理論,是他自20世紀(jì)50年代起就開(kāi)始探索的一個(gè)難題,為此,他一直堅(jiān)持不懈地大量閱讀數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理等有關(guān)書(shū)籍,為相應(yīng)的研究工作奠定理論基礎(chǔ)。但由于其他工程科研項(xiàng)目的緊迫性和其間各種政治運(yùn)動(dòng)的干擾,一直未能全身心地投入到相應(yīng)的研究工作中。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后,已逾古稀之年的他又重新開(kāi)始了新的攀登。他從概率的角度出發(fā),將土顆粒的受力和變形作為隨機(jī)過(guò)程來(lái)研究,針對(duì)粒性介質(zhì)的特點(diǎn),重新定義了應(yīng)力的概念,并建立了相應(yīng)的平衡方程。在此基礎(chǔ)上,又引入靜定應(yīng)力張量的概念,對(duì)半無(wú)限體在帶狀荷載作用下的應(yīng)力分布等問(wèn)題進(jìn)行了求解,并相繼發(fā)表了《The Probabilistic Aspects of Stress Tensors in Mechanics of Particulate Media》(粒性力學(xué)中應(yīng)力張量的概率形態(tài))等4篇研究論文,還有許多后期的研究成果尚未及整理發(fā)表,他便溘然長(zhǎng)逝了,給我們留下了無(wú)盡的遺憾。
對(duì)樁基理論發(fā)展的貢獻(xiàn)
吳炳焜的研究工作總是與國(guó)家工程建設(shè)的需要密切結(jié)合。20 世紀(jì)50至60年代,我國(guó)修建武漢長(zhǎng)江大橋和南京長(zhǎng)江大橋時(shí),采用了管柱這種新型基礎(chǔ)形式,他承擔(dān)了管柱振沉過(guò)程中土阻力的變化規(guī)律及管柱巖石地基承載力這兩個(gè)重要問(wèn)題的研究工作。對(duì)第一個(gè)問(wèn)題,他建立了不同的土阻力模型,并應(yīng)用非線性振動(dòng)理論計(jì)算分析了管柱的下沉及管柱應(yīng)力等問(wèn)題,給出了土阻力系數(shù)的確定方法,相應(yīng)的研究成果于1962年以長(zhǎng)篇論文 《管柱振沉運(yùn)動(dòng)》 發(fā)表于《全國(guó)鐵路論文報(bào)告會(huì)土建組論文集》。
在此基礎(chǔ)上,又著重研究了管柱振沉?xí)r土阻力的變化規(guī)律,完成論文《The Resistance of Soils in Vibro-sinking of Precast Reinforced Concrete Pipe Piles of Large Diameter》(大直徑鋼筋混凝土管柱振沉過(guò)程中的土阻力),發(fā)表于第六屆國(guó)際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程會(huì)議論文集,產(chǎn)生較大學(xué)術(shù)影響,國(guó)外學(xué)者的著作中多有引述。對(duì)第二個(gè)問(wèn)題,即管柱巖石地基承載力的確定,當(dāng)時(shí)并無(wú)章可循,于是他應(yīng)用塑性力學(xué)中的界限分析法對(duì)此進(jìn)行了深入的理論分析,提出極限荷載的計(jì)算公式。
另一方面,他還應(yīng)用回歸法對(duì)大橋工程局在武漢和南京進(jìn)行的大型模型試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算分析,最后提出相應(yīng)的承載力計(jì)算公式,這些成果為后來(lái)鐵道部制定嵌巖柱基巖石承載力規(guī)范公式提供了參考依據(jù)。由于貢獻(xiàn)突出,他于1985年獲得“南京長(zhǎng)江大橋建橋新技術(shù)”首屆國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)的榮譽(yù)獎(jiǎng)。 進(jìn)入20世紀(jì)70年代,吳炳焜對(duì)樁基的研究工作主要集中在兩個(gè)方面:一是樁的承載特性及土阻力、橫向抗力的確定,二是樁基的結(jié)構(gòu)計(jì)算。對(duì)第一個(gè)問(wèn)題,他主要研究了如何對(duì)試樁的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行合理處理和分析,從而得到正確的結(jié)論。事實(shí)上,早在1963年,他就提出了用數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論確定樁的容許荷載的新方法,并以論文《由靜載試驗(yàn)決定樁的容許荷載》發(fā)表于 《唐山鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)》 。
到70年代后期,他與四川省交通廳科研所合作,對(duì)大量的試樁數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并創(chuàng)造性地將樣條函數(shù)和非線性規(guī)劃方法用于試樁容許荷載和土阻力及橫向抗力的確定,為試樁數(shù)據(jù)的分析提供了有效的方法,其相應(yīng)的研究成果發(fā)表于《Nonlinear Programming Method in the Analysis of Test Pile Data》(試樁資料分析中的非線性規(guī)劃方法)及《從試樁數(shù)據(jù)估算土支承力系數(shù)》等論文中。在樁基計(jì)算方面,則以高承臺(tái)樁基為主要研究對(duì)象,這也是當(dāng)時(shí)的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。他首先就樁的橫向抗力計(jì)算模型及相應(yīng)的求解方法進(jìn)行了理論分析,然后應(yīng)用無(wú)量綱化方法,以樁基的剛度系數(shù)為核心,對(duì)樁基礎(chǔ)的計(jì)算方法進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究,并發(fā)表了一系列科研論文。其中,《樁和樁基的剛度系數(shù)及其應(yīng)用》被第一屆全國(guó)科技大會(huì)評(píng)為優(yōu)秀科技論文。他的這些成果對(duì)我國(guó)樁基理論的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
博學(xué)多識(shí) 教書(shū)育人
吳炳焜為人民教育事業(yè)辛勤工作了50余年,為國(guó)家培養(yǎng)了大量?jī)?yōu)秀人才。1949年回國(guó)在校任教后,他即開(kāi)始講授水工課程并籌建水力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。次年,開(kāi)出土力學(xué)課程,隨后籌建土力學(xué)實(shí)驗(yàn)室,不久又成立了土力學(xué)地基及基礎(chǔ)教研室,并任教研室主任。他學(xué)識(shí)淵博,講課時(shí)對(duì)問(wèn)題的闡述既高屋建瓴,又深入淺出,同學(xué)們普遍感到學(xué)得扎實(shí),畢業(yè)工作后更覺(jué)受益匪淺。
他在1958年主持編寫(xiě)的教材《土力學(xué)地基和基礎(chǔ)》,不僅為各鐵路高校廣泛采用,還深受從事鐵路建設(shè)的技術(shù)人員的歡迎,且影響深遠(yuǎn),直到20世紀(jì)70年代還供不應(yīng)求。 他非常注意對(duì)青年教師的培養(yǎng),除嚴(yán)把試講、備課、講課各教學(xué)關(guān)外,還特別鼓勵(lì)并指導(dǎo)他們參加科學(xué)研究工作,提高業(yè)務(wù)水平。為使青年教師有更多的機(jī)會(huì)參加現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐,他將大量的教學(xué)工作壓在自己肩上,曾一人同時(shí)講授三個(gè)不同專(zhuān)業(yè)班級(jí)的課程。除此之外,在20世紀(jì)五六十年代,不少高校相繼派青年教師來(lái)我校土力學(xué)教研室進(jìn)修,在他的指導(dǎo)下,這些教師的業(yè)務(wù)水平得到了大幅度的提高,以后大都成為學(xué)校教學(xué)和科研的帶頭人。
早在20世紀(jì)60年代初,吳炳焜就開(kāi)始招收土力學(xué)基礎(chǔ)工程學(xué)科的研究生。1979年我國(guó)開(kāi)始實(shí)行學(xué)位制度后,他成為國(guó)家批準(zhǔn)的首批博士生導(dǎo)師。他對(duì)研究生指導(dǎo)細(xì)致而要求嚴(yán)格,特別強(qiáng)調(diào)“認(rèn)真”二字,即嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和一絲不茍的學(xué)習(xí)工作作風(fēng),事實(shí)上,他本人的一生就是如此,這點(diǎn)對(duì)其學(xué)生的影響極大。他培養(yǎng)研究生不求量多,但必保質(zhì)高,即使在已逾80高齡之際,無(wú)論是制定培養(yǎng)計(jì)劃,講授課程,還是論文輔導(dǎo),都是親自動(dòng)手,決不委托他人。 吳炳焜一生喜書(shū)好讀,他個(gè)人就曾有逾萬(wàn)冊(cè)的藏書(shū),其中除專(zhuān)業(yè)書(shū)籍外,還有大量數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理以及文學(xué)、哲學(xué)、大百科全書(shū)等。他的語(yǔ)言天賦很高,在中學(xué)時(shí)已熟練掌握了英語(yǔ),并學(xué)習(xí)了德語(yǔ),在以后的學(xué)習(xí)和工作中,又相繼掌握了俄語(yǔ)、法語(yǔ)、日語(yǔ),這使他能及時(shí)掌握世界科技的最新理論和動(dòng)態(tài),并將其用于自己的研究中。凡是和他接觸過(guò)的人,無(wú)不敬佩于他深厚的理論功底和淵博的學(xué)識(shí)。
主要論著
吳炳焜.散體的限界平衡.土木工程學(xué)報(bào),1954(2):131-162.
吳炳焜,等.蘭州黃土的變形性質(zhì)和抗剪強(qiáng)度.第一屆全國(guó)土力學(xué)及基礎(chǔ)工程論文報(bào)告會(huì)論文集,1958.
吳炳焜,等.土力學(xué)地基和基礎(chǔ).北京:高等教育出版社,1958.
吳炳焜,等.由地基加載試驗(yàn)研究蘭州臺(tái)地淺層黃土的變形.黃土資料(第三輯).北京:人民鐵道出版社,1959. 吳炳焜.由靜載試驗(yàn)決定樁的容許荷載.唐山鐵道學(xué)院學(xué)報(bào),1963(1):1-9.
吳炳焜.巖石地基的承載力.西南交通大學(xué)科研報(bào)告,1963.(見(jiàn)吳炳焜土力學(xué)與基礎(chǔ)工程論文選集189-214) Wu Bingkun.The Resistance of Soils in Vibro-sinking of Precast Reinforced Concrete Pipe Piles of Large Diameter.第六屆國(guó)際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程會(huì)議論文集,1965.
吳炳焜.管柱振沉運(yùn)動(dòng).全國(guó)鐵路科研論文集——橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)及水工文輯.北京:人民鐵道出版社,1965.
吳炳焜.管柱振沉?xí)r土的阻力.土木工程學(xué)報(bào)(巖土力學(xué)及基礎(chǔ)工程分冊(cè)),1966.
吳炳焜.關(guān)于橫向受力樁的理論解.西南交通大學(xué)科研論文,1974.(見(jiàn)吳炳焜土力學(xué)與基礎(chǔ)工程論文選集299-310).
吳炳焜.樣條函數(shù)的應(yīng)用.西南交通大學(xué)科研報(bào)告,1975.(見(jiàn)吳炳焜土力學(xué)與基礎(chǔ)工程論文選集264-298).
吳炳焜.平板網(wǎng)絡(luò)分析.西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),1977(1):43-54.
吳炳焜.樁和樁基的剛度系數(shù)及其應(yīng)用.橋梁建設(shè),1977(3):1-33,72-99.
Wu Bingkun.Nonlinear Programming Method in the Analysis of Test Pile Data.英國(guó)土木工程學(xué)會(huì)樁和樁基會(huì)議交流論文,1979.
吳炳焜.從試樁數(shù)據(jù)估算土支承力參數(shù).中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第三屆土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文選集.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1981.
吳炳焜.桁架網(wǎng)絡(luò)的環(huán)路分析.西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),1986(1):17-31.
Wu Bingkun. The Probabilistic Aspects of Stress Tensors in Mechanics of Particulate Media. Journal of Southwest Jiaotong University. 1993, (1):1-16,(2):91-108.
Wu Bingkun. Statically Determinate Equations of Equilibrium in Particulate Mechanics. Journal of Southwest Jiaotong University, 1996(1) : 1-14.
Wu Bingkun. An Analytical Study on Distribution of Statically Determinate Stresses in Particulate Half Space. Journal of Southwest Jiaotong University, 1996, (2) : 101-119.
Wu Bingkun. Distribution of Stresses in Particulate Half Space under Surface Pressure. Journal of Southwest Jiaotong University, 1997(1) :1-19.
吳炳焜.吳炳焜土力學(xué)與基礎(chǔ)工程論文選集.北京:中國(guó)鐵道出版社,1998.