2024 年 06 月 17 日
所友情怀
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中国地震工程学的奠基人——刘恢先
发布时间:2023/04/13

胡聿贤

刘恢先是中国地震工程学的奠基人,他为地震工程这门学科在中国的开拓与发展作出了重大贡献。

刘恢先1933年毕业于交通大学唐山工程学院,1934年赴美留学,1937年获康乃尔大学博士学位,回国后历任湘桂、叙昆、黔桂、平汉等铁路工程司,浙江大学、西南联大土木系教授等职。1947年再度赴美,在工程设计公司任工程师和在大学执教。1951年他毅然由美国回到祖国怀抱,为祖国的社会主义建设服务。最初在清华大学土木系任教授,1952年调到中国科学院创建工程力学研究所(原称土木建筑研究所),担任所长之职,直到1984年3月,改任名誉所长。

在刘恢先的领导和具体指导下,工程力学研究所密切配合建国初期大规模经济建设的需要,开展建筑材料、地基土壤、结构、建筑四个方面的研究工作,为祖国作出了贡献。在工程力学研究所的科学成绩中,凝聚着刘恢先三十多年的精力和心血。刘恢先本人还曾长期从事桥梁设计工作,担任过武汉长江大桥顾问委员会委员。

根据我国地震区广阔、地震活动频繁的特点,早在1954年刘恢先即提出开展抗震结构研究的任务,并于1955年初在所内开设抗震结构研究专题。1956年他参加十二年(1956-1967)全国科学规划工作,编写规划中“地震对建筑物的影响及其有效抗震措施的研究”部分。随后他以科学规划为依据,在所内开展并长期坚持了强震观测、建筑物原型和模型试验、地震荷载计算、抗震设计规范、仪器研制等方面的研究,同时,通过工作实践培养了一个兵种齐全的研究队伍,使我国地震工程学的研究在六十年代初期曾接近世界先进水平。

刘恢先在1958年发表的“论地震力”一文和1963年发表的“地震工程学的发展趋势”(与胡聿贤合写)一文,在分析国外研究动态的基础上提出了关于地震工程的研究方向和具体研究项目,工程力学研究所的地震工程研究正是在这些方面开展工作并取得成绩的。工程力学研究所在地震工程领域,扩展研究范围到几乎所有分支,几乎在所有方面都是我国的先驱。

刘恢先对于地震宏观现象极为重视,他认为“地震对于建筑物是实际的考验,是不可多得的足尺试验”。从六十年代以来我国连续发生了多次破坏性地震,在周总理“抓住地震不放”的号召下,刘恢先亲自率领工程力学研究所人员多次深入地震现场,一方面协助当地群众重建家园,另一方面进行了广泛深入的震害调查,总结出我国独特的经验,为抗震设计提供了依据。

刘恢先紧紧抓住编制我国地震区建筑规范这个中心环节,推动我国地震工程学研究的发展,并使这项研究适应我国抗震工作的需要。在他的组织领导和直接参加下,1959年我国编成第一个抗震规范草案。1964年又编成第二个规范草案。在这个草案中,刘恢先提出了结构系数等概念,结构系数的用意在于弥合实际结构与常规设计之间的差距,它反映着结构的抗震潜力。在刘恢先领导下,工力所的同志主张根据实际的地震调查和观测结果确定地震系数,强调区分地震惯性力与地基失效这两种效应,在规范中提出地基条件分为四类,分别采用四种标准反应谱。曾在我国试行多年的“工业与民用建筑抗震设计规范”(TJ11-74)中的抗震验算原则(与1964年草案相近)主要也是刘恢先等人提出的。

刘恢先结合三峡水利枢纽重力坝方案抗震问题的研究,在1960年提出了理论与实践相结合的确定三维结构在三向地面运动作用下的反应的方法,考虑了库水与坝体之间的相互作用。进行有水时坝体的模型试验,为满足动力相似律,常须采用其他液体模拟水体。刘恢先建议一种方法:在进行模型试验时可仍用水体,但通过一定的修正,可以方便地算得原型坝体有水时的自振频率。上述方法已成功地用于重力坝和拱坝的抗震计算。

刘恢先对地震烈度及其物理标准问题进行了深入的研究。他指出“地震烈度是地震时一定地点的地面震动强度的尺度,是指该地点范围内的平均水平而言”。他用多元统计识别和回归的方法来抽取衡量地震烈度的地面运动主要特征。通过对强震地面运动数据的分析,他认为地面运动的峰值,特别是地面运动水平速度的峰值乃是起主要作用的因素。基于上述对地震烈度的理解,刘恢先及其助手们制订了一个新的烈度表—“中国地震烈度表(1980)”。该烈度表吸收了我国近年来大地震的经验,应用震害指数作为宏观烈度的定量指标,同时补充了物理尺度,便于工程应用。

在刘恢先的组织领导下,工程力学研究所承担了国家交给的大量抗震研究任务,例如三峡水利枢纽重力坝方案抗震问题,新丰江水库地震和坝体抗震加固的研究,西南、西北地区建设任务,京津地区抗震任务,二滩水电站抗震任务,海洋工程抗震研究等等。通过完成这些任务,带动了我国地震工程科学的发展。

刘恢先对于开展学术活动极为重视。在他的组织推动下,分别于1957年、1959年和1962年在哈尔滨召开了三次全国性的结构抗震与其他振动问题学术报告会,于1975年在哈尔滨召开了海城地震抗震工作经验交流会,于1981年在广州召开了地震工程中测量与实验技术学术交流会,于1982年在西安召开了全国地震工程会议。这些学术会议推动了我国地震工程与其他振动问题研究的发展。

刘恢先对于出版工作极为关心,他亲自主编《地震工程研究报告集》和学术季刊《地震工程与工程振动》(国内外公开发行),并受聘担任《中国科学》、《科学通报》、《地震学报》等刊物的编辑委员。

近年来在刘恢先的主持下工程力学研究所接待了多批外宾,其中包括美国地震代表团、美国地震工程与灾害减轻代表团等等。这些外宾对工程力学研究所的工作都有很好的评价。刘恢先曾多次率领或参加代表团出国访问。到过美国、加拿大、日本、苏联、波兰、南斯拉夫、土耳其等国家。他是我国参加第七届和第八届世界地震工程会议代表团的团长。他又是1982年在哈尔滨召开的中美双边地震工程学术讨论会的中方主席之一。他受聘担任国际性学术刊物“Earthquake Engineering and Structural Dynamics”和“Soil Dynamics and Earthquake Engineering”的编辑委员并曾于1980年应邀赴美讲学。刘恢先的上述外事活动为促进国际学术交流,加强各国科学家之间的友谊和合作作出了贡献。

刘恢先治学严谨,谦虚谨慎,不耻下问。他那实事求是、一丝不苟的治学态度,兢兢业业、几十年如一日地为祖国的科学事业奋斗的精神,对全所同志有深刻的影响。刘恢先平易近人,热心奖掖青年。他在五十年代培养的两名研究生,都已成长为高级研究人员。近年他正在培养2名硕士研究生和2名博士研究生。他对于在职干部的培养也是不遗余力。有二十多名同志,来所时都是青年助手,如今都已成为高级科技人员。近二百名同志成长为中级科技人员。他以自己的远见卓识,引导中青年踏踏实实做工作,攀登科学高峰。有近百名同志在所里开始了抗震研究事业,而在调到其他单位后继续取得成就,大部分成为其他单位研究工作的骨干。在我国地震工程学界,他可以说是桃李满天下。

由于刘恢先在科学上的成就,1981年他被推选为中国科学院技术科学部学部委员。

刘恢先不仅是一位科学家,而且是一位社会活动家。他现任全国人大代表、黑龙江省人大常委会副主任、中国地震学会副理事长、中国地震学会地震工程专业委员会主任委员、中国建筑学会地震工程学术委员会副主任委员、九三学社中央委员等职务。他于1978年参加了中国共产党。



1984年12月

作者系中国科学院院士   研究员

博士生导师   曾任工力所所长