科创湖南之星|张宗堂：筑好道路上每一块“基石”

余蓉湖南日报 2023-12-26 00:08:57

湖南日报全媒体记者余蓉通讯员李鑫赵慧孝

【名片】

张宗堂，1991年生，湖南科技大学副教授，湖南省“小荷”科技人才，特殊岩土与环境土工研究所副所长，中国灾害防御协会委员。主要研究方向为交通岩土工程与固废资源化再利用。先后主持国家自然科学基金项目1项、省级项目7项、校企合作横向项目8项(基础研究成功推广应用)。获湖南省优秀博士学位论文、绿色矿山科学技术三等奖等一系列奖励。

【故事】

半蹲在山间泥泞的公路上，手持测距仪现场踏勘，对所处路段存在的路面、路基问题进行细致的分析……近日，张宗堂带领学生，在洞口县的乡间公路上，开展山区公路灾害调查实践。

“交通重载作用、存在路基临空面及水渗流作用，是导致这段道路出现坑槽、沉陷、裂缝等病害的主要原因。”张宗堂为学生分析讲解路况，手上功夫也不闲着，左手紧攥皮尺贴合地面，右手在记录表上写下一串串数字，并根据评估所得数据制定相应的营运养护对策。

“岩土工程是一门应用科学，为工程建设而服务，工程建设中提出的问题就是我们应该研究的课题。”张宗堂向记者介绍。作为工程师，亲临施工现场对他来说是日常工作中必不可少的环节。蜿蜒的公路、陡峭的边坡、穿越坚硬岩石的隧道……这些经匠人雕琢的大地，处处都留下了张宗堂的足迹。

而在生活中，张宗堂也会抓住机会，将所学知识运用到具体事例之中。有一次，他发现自家住所附近有道路施工，便纵身翻入挖出的坑槽中，观察填筑层服役情况。他认为，基础研究相当于应用研究的“地基”，“地基”筑牢，才能解决岩土工程科学与技术实际问题。

当前，随着我国交通强国建设与乡村振兴深入推进，道路工程建设依然是国家重大需求。张宗堂着眼国家所需，长期从事岩土工程领域粗颗粒路基填料在交通荷载下的变形特性基础研究，创新技术和方法以提高效率、质量和可持续性；在路基变形机制、固体废弃物再利用等方面进行积极探索，以国家“双碳”目标为导向，促进社会的包容性与经济可持续发展。

公路的修建往往绵延数百至数万公里，其对填筑材料的需求量巨大。如何合理利用资源节约成本，选取合适的材料筑基？张宗堂和团队将目光投向了煤矿固废材料——煤矸石。

煤矸石是煤矿建设和煤炭生产过程中所产生的废弃物，排放量与存储量巨大，大量堆积可能引发滑坡与泥石流、造成环境污染等问题。其用于路基填料并不鲜见，然而对其在循环交通荷载作用下动力性能的研究并不多，导致路基变形防控难以实现。

张宗堂和团队关注到这一点，潜心研究了煤矸石材料的路用性能，基于大型动静三轴试验设备与数字图像技术，分析煤矸石的微观结构与矿物成分，深入研究长期重载交通下煤矸石路基粗颗粒的破碎，以及破碎后颗粒空间重新分布导致的路基变形问题，从而为煤矸石粗颗粒路基的设计与施工提供理论依据和施工指导。

科研之路并非坦途。从无到有，从设想到求证，从基础理论到成功应用，张宗堂作为多个科创项目的主要参与者亲历整个科研历程，感慨颇多。“通过研究阐明其内在机理，形成论文与专利，这一过程令人陶醉。”张宗堂直言，做基础科研既要耐得住寂寞，又不能安于现状，只有筑牢基石不断跋涉，才可能站上高山之巅领略长风浩荡的风景。

作者：余蓉

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来源：湖南日报

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