汪闻韶与电渗

在对土中电渗问题的研究中,他澄清了电渗对饱和土力学性状的影响;提出了电渗和水力渗透混合流公式;解释了电渗加固软土的机理,说明了电渗在土力学中的应用:

1)是利用电渗对孔隙水动力学性的影响,在适当的布置下,使土体稳定性暂时获得加强。2)是利用电渗排水,降低土中含水量。3)是利用电渗促进土中束缚水移动的作用,促进地基软粘土层的固结。4)是利用直流电在土中所引起的离子交换和新化合物形成与胶积等物理化学作用,增进土的强度,减少土的塑性、干缩性。5)是利用电渗作用在土中灌注化学溶液以改进土的工程性质。六是利用连续间歇的电场作用,减少土壤侧面的阻力,可用于打桩、拔桩等工程。

汪闻韶的《直流电在土中作用及其对土的物理力学性的影响》论文获得中国科学院科学奖金三等奖。

汪闻韶_献身水利__情深似海_彭小东

汪闻韶:对水利情深似海

发布时间: 2012-06-24

 汪闻韶(1919— ),江苏苏州人。1938-1943年就读于中央大学工学院水利工程学系。1943-1945年任甘肃水利林牧公司张掖工作站助理工程师。1945-1946年任黄河水利委员会宁夏灌溉工程总队助理工程师。1946-1947年任中央大学水利工程学系助教。1947年底自费赴美留学,于1949年获美国依阿华大学力学及水力学硕士学位。1952年获美国伊利诺理工学院土木工程博士学位。1952-1954年任麻省理工学院副研究员和研究工程师。1954年底回国。1955-1956年任南京水利实验处(今南京水利科学研究院)高级工程师。1956年调至北京水利部水利科学研究院(今中国水利水电科学研究院)。历任水利部水利科学研究院、中国水利水电科学研究院高级工程师。1980年当选为中科院学部委员(院士)。先后被聘为水利部技术委员会委员、科学技术委员会顾问。现为国际土力学及基础工程协会会员、中国水利学会名誉理事等。

年轻有为 献身水利

汪闻韶,1919年3月15日出生于江南鱼米之乡——苏州,住所环境幽静,是读书学习的好地方。自古以来,苏州便是教育高地,是人才辈出的人才聚集地,早已形成了良好的尊师重教的社会风尚。

由于汪闻韶的父亲在东南大学任教,汪闻韶从4岁就开始进入东南大学幼稚园学习,由于聪明好学,得到了老师和同学们的好评,并获得其学生生涯中的第一面奖旗。后来由于父亲的工作变动,他又回到了家乡苏州,在那里度过了小学和中学的快乐时光。

一日之计在于晨,一年之计在于春,一生之计在于童年和少年时期。汪闻韶的父亲早年就读于京师译学馆,后留学美国,获畜牧学硕士学位。母亲毕业于天津女子师范学校。汪闻韶真可谓出生于书香门第了。童年时,他不仅受到父母的良好教育,而且还受到祖母和长辈们的爱护,从小就养成了良好的学习生活习惯。汪闻韶回忆起自己幸福的童年生活,脸上充满了愉悦的笑容。

汪闻韶在东吴大学附中时,由于天资聪慧,又勤奋好学,每学期都获得品行优良、学业优良、品学兼优的奖状或银盾。为他日后的发展打下了坚实的基础。汪院士现在还记得最初读过的几本书,如《三字经》、《弟子规》、《论语》、《孟子》等。

家庭教育对汪闻韶的人生产生了极其深远的影响。俗话说:“严师出高徒,严父出孝子。”当我们问及长辈对其产生的影响时,汪闻韶高兴地说:“这是多方面的,但主要还是在这几个方面。首先,他们对我品德修养和做人之道严格要求,因为这是为人之本,也是人类社会中处理好人与人之间关系的关键所在,这使我从小就有敬长、尊师、爱友之心,也为我以后在工作中处理好人际关系打下了良好的基础。其次,在学习方面,他们对我除了帮助、启发、鼓励外,更着重于实事求是、追求真理、不畏困难、自强不息的教诲。使我确立了‘知之为知之,不知为不知,是知也’的学习态度,‘失败是成功之母’和‘有志者事竟成’的工作毅力以及‘过则务惮改’的求实精神。”这也是汪闻韶在以后的人生中拼搏、奋斗的“精神食粮”,为其攀登事业的顶峰搭建了永不熄灭的“灯塔”!

汪闻韶童年时代的理想是当一名工程师。在他的院士自述中写道:“对我一生产生重大影响的是,日本帝国主义侵略中国的战争对中国人民造成的深重灾难。”汪闻韶在中学时成绩相当优秀,于1938年考入中央大学工学院水利工程学系(河海大学前身)。在许多人眼里,水利行业是艰苦行业,为何第一志愿就选择了它?汪闻韶有自己的想法,他说:“中国古代出现了许多治水专家和前辈。可到了近代,中国在水利事业方面的投入是不够的,以致于出现了许多自然灾害,造成了不少黎民百姓流离失所,给国家带来了巨大的经济损失。当时希望学习水利,将来为国效力,并未考虑艰苦与否。”为人民造福,为人民服务,为祖国的兴盛而努力奋斗,汪闻韶正是由于有了这样一种为国为民的信念,才能在工作和生活中遇到困难和挫折时,坚强地挺过来。由于生病影响了学习,汪闻韶于1943年毕业于中央大学,毕业后他自愿到祖国的大西北去工作、锻炼。

汪闻韶虽然体弱多病,但仍坚持到环境艰苦的甘肃和宁夏去从事农田水利工作。曾担任过甘肃水利林牧公司张掖工作站助理工程师,在甘肃做了一些基础性的工作。为了学以致用,汪闻韶从一点一滴开始做起,从挖水渠、修水渠、修水库等基础性和常规性工作中不断积累经验。当时他还做一些野外考察工作,可想而知经常要风餐露宿、跋山涉水,而他认为这是一种财富。这不但锻炼了体魄,也磨炼了意志力,为以后的工作奠定了基础。

汪闻韶于1945年出任黄河水利委员会宁夏灌溉工程总队助理工程师,在宁夏做了一些水稻需水量试验工作。在农田水利工作方面,他把在大学所学的知识运用到生产实践中去,用实践来检验知识,检验真理。汪闻韶在大西北工作中,亲自体察到我国贫困地区人民的物质生活和精神生活的落后以及生活环境的恶劣,在他的心灵深处有了一种更加坚定的为中国人民过上好日子而奋斗的责任感。这也成为日后汪闻韶出国留学、毅然回国的主要原因。

留美七年 情系祖国

怀揣祖国和人民的期望,依照母亲的遗愿,新婚刚两年的汪闻韶于1947年底离开南京,转道上海赴美留学。在道别的时候,父亲沉重地对他说,要专心努力学习,不要有后顾之忧,将来好好报效祖国!途经故乡苏州城时,汪闻韶暗想,这次出国留学一定要学有所成,不辜负父母的期望,将来回国为祖国服务。

乘曼格斯将军号轮船从上海经日本东京到美国西岸旧金山,航行2周,于1948年1月17日轮船靠岸。在接受了严格的检查后,他得到了入境许可证——黄色薄纸片一张,然后前往依阿华大学研究生院报到。汪闻韶在该大学进修水利工程,并于1949年2月获得依阿华大学力学和土力学硕士学位。汪闻韶认为一年的时间太短,所学有限,希望能继续再多学一段时间。一个偶然的机会,汪闻韶得知芝加哥伊利诺理工学院土木工程学系土力学实验室要招一名半工半读研究生,于是,写了申请,不久,他顺利地转入芝加哥伊利诺理工学院继续学习,准备攻读博士学位。

1949年南京解放后,汪闻韶曾一度中断了与国内的联系,数月后才收到父亲和母校师长的信。信中介绍了国内解放的情况,并为他联系了回国后的工作事宜,期望汪闻韶能及早回国。汪闻韶由于要参加学校举行的博士学位学科考试,决定于1950年下学期结束后回国。之后,他把全部时间都投入到学习中去,不再半工半读,全力攻读博士学位。

天有不测风云,抗美援朝战争的爆发,美国政府对中国大陆进行封锁,阻止留美的中国学生离境。1950年11月28日,汪闻韶接到芝加哥美国移民局的通知,要求他在12月20日去移民局办理有关手续。可是当汪闻韶于当日上午到达移民局后,移民局官员收去了他的入境许可证,然后叫他宣誓,并对他进行了冗长的问话(包括个人经历、家庭情况、政治意见,尤其是关于朝鲜战争和参加留美中国科学工作者协会等的问题),问完话后,还让他按上10个手指印,到下午1点后才允许离开。

1951年年初,汪闻韶通过了博士学位学科考试。七八月间,汪闻韶突然接到爱人严素秋的来信,说父亲突患中风,不能言行。于是他决定立即回国。在“万事具备,只欠东风”时,10月9日芝加哥移民局叫汪闻韶前去,给了一张阻止他离开美国的命令。命令中写道: 若违背此命令将处以不超过5000美元的罚款或不超过5年的徒刑。并欲夺取汪闻韶手中的出国护照。汪闻韶与伊利诺斯理工学院院长商量后,决定不将出国护照交给移民局,但回国事宜也不得不无期限地拖了下来。

1952年2月,汪闻韶读完了伊利诺理工学院研究生院的全部课程,获得了土木工程博士学位。由于在芝加哥找工作很困难,遂于4月迁居波士顿,在麻省理工学院任副研究员,参加了由土力学教授泰勒和惠特曼主持的动力学荷载下土的性质的研究试验工作,同时旁听课程。美国联邦调查局人员又到麻省理工学院对汪闻韶进行了调查,并告知:要回国,需要中美两国之间的关系好转后才能离境。

汪闻韶即使在繁忙的工作、学习中,也没有忘记一定要想方设法回国的事,并作了多方努力。1953年8月,朝鲜战争结束后,他又向伊利诺理工学院院长刘易斯打听申请回国的事宜,但美国政府阻止中国留学生的政策未变。汪闻韶又于10月1日备函亲自到波士顿美国移民局询问,答复也是不能回国。当初美国扣留中国留学生的原因是朝鲜战争,美国对中国大陆进行封锁。可此时朝鲜战争已经结束,还是不能回国,汪闻韶心里十分着急和烦恼。

在与移民局的交涉没有多少进展的情况下,汪闻韶打算和在美国的中国留学生加强联系,共同商量办法。到1954年上半年,他已经和许多中国留学生取得了联系。当年4月,他在纽约时报上看到有关美国国务院将考虑发给中国技术人员离境许可证的消息后,汪闻韶心里很高兴,总算见到了一线希望,遂写信给美国国务院申请回国。回信中建议他与移民局交涉,虽然前面几次交涉都以失败而告终,但为了能早日回国,汪闻韶还是以书面形式向移民局提出申请。果然,开始移民局置之不理。

1954年6月1日,波士顿美国移民局叫汪闻韶前去问话,答话前要先宣誓,并不准他的律师在场,还要主动回答问题。他们一共问了3个多小时,问题包括个人经历、家庭情况、政治意见、对朝鲜战争的看法、对新中国成立的看法、家信内容、回国后准备参加何种工作、如何回国、愿做何国公民等。汪闻韶回忆当时的情形,说:“当时的官员在问问题的时候,拼命地抽雪茄烟,表现出十分紧张的样子。”

交涉并没有结束,可美国移民局总是推托。8月,汪闻韶参加了数十名中国留学生在美国东部一个夏季休假地点沙岛举行的一次大规模商讨会,最后决定向美国总统艾森豪威尔写一封公开信,要求美国政府撤消阻止中国留学生回国的命令。此外,为把他们的情况告知祖国政府,准备与美国民权保障会联系,希望得到他们的帮助,并向联合国呼吁。

8月5日,汪闻韶与其他25位留学生在给美国总统的公开信上签名。波士顿环球日报于8月11日披露了这个消息,并于13日、20日、26日刊登有关评论和读者来信,美国其他报纸也有这方面的报道。

功夫不负有心人,经过几年的艰难交涉,在1954年10月30日,江闻韶接到纽约移民局的通知,给予了准予离境的信。信中说,1951年10月9日阻止中国留学生离境的命令已经撤消。得知此消息,汪闻韶心里无比高兴,想起当初本打算出国留学一年便回国,可现在已时隔几年,其中的艰辛,是值得一生去铭记的。

雨后终于出现了彩虹,怀着激动的心情,汪闻韶马上办理回国手续,订购船票,办防疫证办香港过境证,辞去在纽约的工作,结算在美国工作的个人所得税等。并打电报回南京,告诉爱人严素秋可以回家了。11月29日,汪闻韶在旧金山码头登上威尔逊总统号轮船启程回国。想到不久便可以回家团聚,可以结束在美国的“噩梦”了,汪闻韶心里十分激动。1954年12月底,汪闻韶到达深圳,受到深圳关防和广东省教育厅的慰问和热情接待。尔后,坐火车回到南京,终于与阔别7年的家人重逢,得知父亲早已去世,没能见到父亲最后一面,汪闻韶颇为伤感。

1955年2月,汪闻韶到北京高等教育部归国留学生接待所报到,将留美回国经过的详细情况写成书面材料交给高教部接待部门。

精忠报国 时不遂愿 经过千辛万苦才回到祖国,汪闻韶始终没有忘记中国派遣留学生的目的——了解世界、学习世界、振兴中华。留学回来,见到新中国成立以来,气象一新,百废待兴,正是无数学子可以发挥才能的时候,汪闻韶感到特别兴奋。1955年,他担任水利部南京水利实验处(今南京水利科学研究院)土工室工程师,1956年调任北京水利部水利科学研究院(今中国水利水电科学研究院)任高级工程师,先后在土木研究所和抗震防护研究所工作。

汪闻韶怀着满腔热情,整天忙于搞科研,做实验,急于把学到的知识用于祖国的水利建设上。1957年后,他一直从事土的液化和土坝抗震研究工作。中华人民共和国成立以来,中国的水利建设蓬勃发展,在防洪、灌溉、发电、航运等方面修建了一批水利工程,取得了良好的社会效益和经济效益。随着科技的发展,我国在1955年修建南湾水库土坝时就开始考虑到抗震设计问题。1961年新疆巴楚地震,西克尔水库土坝遭到破坏是我国新建土坝中遭受震害的第一个记录;1962年广东河源地震,新丰江水电站大头坝的破坏是我国新建混凝土坝中遭受震害的第一个记录。这些现象引起了水利水电科学研究院和国家领导人的高度重视。1966年,河北邢台地震,周恩来总理亲临灾区,对防震抗震工作作了“要总结地震经验和减少地震灾害”的重要指示,大大促进了汪闻韶从事的抗震工作的研究。他亲自参加了1966年邢台地震以及1975年海城地震、1976年林格尔地震和唐山大地震中水利工程震灾的实地调查工作。为了尽快把历次地震后许多同志记录下来的第一手资料作为历史资料保存下来,汪闻韶受水利部水利管理司委托,并在水利科学研究院的支持下,主编了《中国水利工程震害资料汇编1961~1985》,该汇编详细记载了1961~1985年间的水利工程震害情况,涉及到邢台地震等15次大地震,为我国以后的实验研究、原因分析和抗震工作提供了最原始的资料。当我问及当年编书时的感觉时,汪院士说:“嗯,当时工作量是很大,任务也很艰巨,可想到这书对后人有好处,我也就感觉不到苦和累了。”

正当汪闻韶怀着拳拳报国之心努力地工作时,史无前例的“文革”开始了,这给中国学术界带来了暴风骤雨,给科学的天空蒙上了一片阴云。汪闻韶团团圆圆的一家人被拆散了。1969年到1972年,他被下放到河南平舆县五七干校劳动,当了一个饲养员,喂牛、喂马、喂驴。别人都值白班,汪闻韶值夜班,每天半夜起来喂牲口,觉也睡不好,不久便累病了。回想这些日子,汪夫人还有些心寒:“我当时担心他挺不过来,他从没干过这种活,更不用说养牲口。我是参加过养牛训练的,我想换他回来,而革委会的人说:‘你这是啥思想嘛’!”后来,汪闻韶又被分配去看场。环境是这样的艰苦恶劣,可汪闻韶自始至终却在琢磨着另一个问题——能不能恢复工作?是不是就这样干下去?这样做对国家、社会有啥好处?不能服务于国家,留学还有啥用?

1971年,黄河水利委员会派人到平舆县干校找到汪闻韶,要他去搞小浪底工程的土工试验。见面时,来人简直不敢相信,眼前这位正在喂牛,胡子老长,头发也没理,身上披着麻袋,腰间系着草绳,脚上穿着破胶鞋的老农便是留美博士汪闻韶!1972年底,汪闻韶被调回北京原单位,为了挽回过去的损失,他更加拼命地工作。

惜时如金,谱写辉煌 留美回国受阻和在“文革”中的一无所成,使汪闻韶越来越感到时间的宝贵。于是他拼命地工作,每天只休息四五个小时。功夫不负有心人,汪闻韶不久便取得了辉煌的业绩,于1980年当选为中国科学院学部委员(后称院士)。

下面,让我们一起来了解汪院士的主要科研成果吧。

在对土中电渗问题的研究中,他澄清了电渗对饱和土力学性状的影响;提出了电渗和水力渗透混合流公式;解释了电渗加固软土的机理,说明了电渗在土力学中的应用: 一是利用电渗对孔隙水动力学性的影响,在适当的布置下,使土体稳定性暂时获得加强。二是利用电渗排水,降低土中含水量。三是利用电渗促进土中束缚水移动的作用,促进地基软粘土层的固结。四是利用直流电在土中所引起的离子交换和新化合物形成与胶积等物理化学作用,增进土的强度,减少土的塑性、干缩性。五是利用电渗作用在土中灌注化学溶液以改进土的工程性质。六是利用连续间歇的电场作用,减少土壤侧面的阻力,可用于打桩、拔桩等工程。汪闻韶的《直流电在土中作用及其对土的物理力学性的影响》论文获得中国科学院科学奖金三等奖。在地基沉降分析方面,他以室内试验和现场观测相结合的方法,研究了地基中应力的估算问题,提出了从理论上及验算结果的比较上可以认为在估计地基沉降量时,应该考虑到地基侧向变形的因素。完善过去的分析方法,认为在任何沉降分析计算中,都要与相应的土工试验相配合,强调了现场观测的重要性,提出了用近似的半对数法来解决预压后地基的沉降估算方法,并对大埔闸地基预压效果进行了详细的探讨。

在对土的液化问题研究方面,他先后结合多项水利和电力工程的勘测、设计、运行加固和震害分析中土的液化问题,进行了广泛而详细的实验研究。逐步建立、改进了土地动力实验室,阐明了土的液化机理及其与土体极限平衡和破坏间的区别和关系,扩大了对砂土以外的少粘性土、砂砾料和电厂粉灰液化特性的研究,发现了预震的影响和土的结构性问题,提出了剪切波速在评估砂土液化中的应用。该项《土的液化研究》成果获国家自然科学奖。

在土坝及地基抗震问题的研究中,他参加编写了《中小型水工建筑物抗震知识》、《1966年邢台地震》和《唐山大地震震害》等书。参加编制了《水工建筑物抗震设计规范》SDJ 10–78(试行)和《水利水电工程地质勘测规范》GB 50287–99。主编了《中国水利工程震害资料汇编1961~1985》内部资料。对土工抗震问题提出了工程措施比理论计算更加可靠和变形分析比稳定分析更有意义的看法。

汪闻韶主持国家自然科学基金重大项目《岩土与水工建筑物相互作用研究》,其中具体负责的《散粒体地基上土石坝混凝土防渗墙的研究》课题获1999年国家科技进步三等奖。汪院士还出版了专著《土的动力强度和液化特性》(1997年中国电力出版社出版)及《汪闻韶院士土工问题论文选集》(1999年中国建筑工业出版社出版),参编书籍12种,发表论文60余篇。

汪闻韶院士为新中国的水利水电事业作出了长达40多年的不懈努力,为祖国科学技术的进步,为科教兴国贡献了毕生精力。他1993年获茅以升土力学及基础工程大奖,1992年被建设部授予“全国抗震防灾先进工作者”,1985年被城乡建设环境保护部评为“全国抗震系统先进工作者”称号,1978年被水利电力部评为“水利电力科学技术先进工作者”等。

简洁朴素 相濡以沫

婚姻美满、家庭幸福,满头白发,一脸的执著,灰白的浓眉下一双眼睛炯炯有神,现年83岁高龄的汪院士依然意气风发。汪夫人和蔼可亲,在我们的采访过程中,不时给我们泡茶续水、端西瓜。两位老人有说有笑,和和美美。

正如汪院士所说:“我能全神贯注地从事科学技术研究工作,是因为我还有一位全力承担家庭事务的好夫人。”汪院士是由其父亲牵线搭桥与严素秋结合的,严素秋是汪父在南京中央大学乳化训练班的高材生。1937年,在一个风和日丽的上午,两个幸福的年轻人在风景如画的苏州举行了订婚仪式,可是,日寇侵华战争破坏了这对年轻人的平静生活和美好向往。

战争让严素秋回到老家扬州江都一所学校教书,而汪闻韶一家却到了重庆。一个在后方,一个在沦陷区。战争的阴云笼罩在每个人的心头,两人互相担心,牵挂着对方。在他们的心目中,订亲就意味着责任,就应该信守诺言,对对方负责。在战争年代里,通信是很难的事情,汪闻韶曾千方百计给严素秋寄过一封短信,谁知这封信竟成了严素秋维系心中思念的精神支柱。日复一日,年复一年,恶梦般的长夜终于结束了,1946年1月,阔别了9年的有情人终成眷属。举行婚礼那天,重庆沙坪坝的大宿舍里喜气洋洋,人们在热烈的气氛中举杯向两位新人祝福。

17岁订的娃娃亲,26岁结婚,艰难的9年离散,让这对有情人饱受战争之苦,经历了无数的磨难。但是,时间会产生美,距离会产生美。在长达9年的离散中,他们的爱更深,情更浓。

汪闻韶为了实现心中的梦想和抱负以及父母亲的期望,怀着报效祖国的决心,在结婚才一年的时候,就决定出国留学。严素秋理解丈夫的决定,像无数的中国妇女一样,支持丈夫的事业。离开南京时,两人依依不舍,严素秋对丈夫说:“放心吧,爸有我照顾,在外要多保重。”

汪闻韶本打算一年后回国,可谁知这一走竟又是7年。太平洋把两颗互相牵挂的心无情地隔开了。汪闻韶的父亲去世后,严素秋的担子更重了,要养家糊口,操持家务,拉扯两个孩子,她默默地担起了这个重任。重新相逢之日,汪闻韶对妻子深情地说:“这些年,你辛苦了。”听到这句话,严素秋的眼里盈满了泪水……汪闻韶的心里一直都很感激他的夫人为这个家所做的一切。

留学回国后,汪闻韶一心扑在科研工作上,为了给国家做出更大的贡献,他争分夺秒,拼命工作。汪夫人也以一贯之地理解支持丈夫。夫妻俩如胶如漆,相濡以沫。让两位老人感到幸福的还有,他们的子女都已长大成人,成家立业,对父母也很孝顺。是的,一个成功男人的背后,一定有一位好妻子的大力支持。严素秋就是这样的模范,为丈夫的事业牺牲了自己的许多。

汪老和严老勤劳朴实,不贪图享受,一辈子过着简朴的生活。他们住的是小4居室,屋里没什么摆设。几个大书架,一个装书的大木箱和一台电脑就让房间显得拥挤了。

晚年的汪闻韶也做些少量的学术方面的工作,有空打打电脑,看看书,还想学点高科技的东西。真是应了那句老话:“活到老,学到老”。

寄语学子:振兴中华

汪院士先后培养了硕士生11名,博士生6名,博士后1名。当笔者问及汪院士想对我们这一代说点什么时,他说:“做学问,要一丝不苟,要善于发现矛盾,想办法解决矛盾。要亲自做实验,亲自制造实验仪器,亲自动手。书本只能作为参考,要用心去学,用心去领悟,自强不息。要树立报效祖国的理想和正确的人生观,这样才能学有所成,才能为建设祖国做出更大的贡献,振兴中华!”

(彭小东 吴永强)