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（大公文匯網(wǎng)記者劉凝哲）2月17日，香港科技大學(xué)土木及環(huán)境工程學(xué)系講席教授吳宏偉在北京獲頒何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。這是疫情三年以來(lái)香港科學(xué)家首次獲得何梁何利獎(jiǎng)項(xiàng)，也是兩地走出疫情陰霾后首位香港科學(xué)家赴京領(lǐng)取重要科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)?！肝姨貏e高興，也特別激動(dòng)，兩地科研交流活動(dòng)終于從在線走向線下」，吳宏偉在領(lǐng)受何梁何利獎(jiǎng)后對(duì)大文傳媒表示，獲得科技獎(jiǎng)勵(lì)代表著國(guó)家對(duì)自己學(xué)術(shù)成果和能力的肯定，希望能夠招攬更多的內(nèi)地英才赴港學(xué)習(xí)，更希望將科研成果推廣到內(nèi)地以及「一帶一路」沿線國(guó)家，助力更多民眾的生活更加綠色、安全。

吳宏偉在北京獲頒何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。

2月15日，吳宏偉從香港飛赴北京領(lǐng)取何梁何利獎(jiǎng)，這已是他在疫情開(kāi)放后第二次赴內(nèi)地，兩地科研交流線下合作正迫不及待地快速重啟?！附K于來(lái)到北京了！」吳宏偉感嘆說(shuō)。他曾以「狀態(tài)相關(guān)非飽和土本構(gòu)關(guān)系及應(yīng)用」榮獲2020年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，但卻無(wú)緣參加2021年初舉行的國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)。此次，吳宏偉再獲何梁何利獎(jiǎng)，終于得以在北京釣魚(yú)臺(tái)國(guó)賓館感受這份殊榮。疫情期間經(jīng)常在線交流的內(nèi)地學(xué)者朋友，如今相聚北京，更令他感嘆香港要盡快融入大灣區(qū)建設(shè)，香港科學(xué)界要合力建設(shè)粵港澳國(guó)際科技創(chuàng)新中心，人與人要經(jīng)常溝通，心與心才會(huì)走到一起。

「此次獲獎(jiǎng)，心情格外激動(dòng)，更希望此次獲獎(jiǎng)為契機(jī)，讓內(nèi)地更多學(xué)生了解香港的科研工作，香港高校的實(shí)力和水平」，吳宏偉說(shuō)。他長(zhǎng)期負(fù)責(zé)研究生教育工作，對(duì)內(nèi)地的學(xué)生求賢若渴，但很多內(nèi)地人才更愿意去英美留學(xué)，其實(shí)香港的科研教育能力也非常好，希望通過(guò)在國(guó)內(nèi)獲獎(jiǎng)，讓更多內(nèi)地學(xué)生了解到香港也有一流的高校和科研團(tuán)隊(duì)，選擇在香港進(jìn)行研究工作。

吳宏偉是土力學(xué)與巖土工程領(lǐng)域公認(rèn)的世界領(lǐng)軍學(xué)者，在2017-2022年擔(dān)任國(guó)際土力學(xué)及巖土工程學(xué)會(huì)主席，是該學(xué)會(huì)成立87年以來(lái)首位中國(guó)籍主席。此次獲得何梁何利獎(jiǎng)，對(duì)他而言格外有意義?！高@次獲獎(jiǎng)，我感覺(jué)是一種benchmarking，更意味著一種互認(rèn)」，吳宏偉說(shuō)，香港有很多科學(xué)家曾獲得國(guó)際重要科技獎(jiǎng)項(xiàng)，但內(nèi)地學(xué)界對(duì)此并不了解，這次能夠得到何梁何利獎(jiǎng)這如同在內(nèi)地也有了「互認(rèn)」，科研成果與水平得到肯定。他說(shuō)，這不僅是對(duì)于自己，還有很多香港科學(xué)家都在追求與內(nèi)地這樣的「互認(rèn)」，以便更好融入國(guó)家科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略大局。

「狀態(tài)相關(guān)非飽和土本構(gòu)關(guān)系及應(yīng)用」是吳宏偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究逾二十年的成果?；叵肫馂楹芜x擇這一方向，吳宏偉說(shuō)，在英國(guó)攻讀博士時(shí)，研究方向是城市地下建筑研究。地表土絕大多數(shù)處于非飽和狀態(tài)，是所有構(gòu)筑物和邊坡的承載體，也是植物生長(zhǎng)的根基。在人類(lèi)工程活動(dòng)和極端氣候的誘發(fā)下，非飽和土易發(fā)生變形、失穩(wěn)滑坡等災(zāi)害，進(jìn)而給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失。1995年回到香港后，他發(fā)現(xiàn)全世界關(guān)于非飽和土的研究很少，同時(shí)，香港和東南亞多地都深受斜坡安全等問(wèn)題困擾，于是他將針對(duì)非飽和土的基礎(chǔ)研究作為方向，從全新的視角研究這一重要課題。

在吳宏偉非飽和土創(chuàng)新基礎(chǔ)研究之上，大量新技術(shù)、新應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生。

在持續(xù)研究中，吳宏偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了吸力和應(yīng)力狀態(tài)耦合影響非飽和土滲流-變形-強(qiáng)度的規(guī)律，建立了狀態(tài)相關(guān)非飽和土本構(gòu)理論，解決了氣候變化和工程活動(dòng)作用下普遍存在的滲流-變形-強(qiáng)度耦合問(wèn)題。他2007出版的《高等非飽和土力學(xué)與工程》，是當(dāng)時(shí)全球第三本研究非飽和土的書(shū)籍，被權(quán)威期刊評(píng)價(jià)為「內(nèi)容獨(dú)一無(wú)二，是博士生必讀書(shū)籍」，被全球30多所大學(xué)作為研究生課程教材和參考書(shū)籍。

「數(shù)以噸計(jì)的泥巴從山頂傾瀉而下，還沒(méi)回過(guò)神來(lái)的居民，瞬間就被埋在了樓里?！惯@是香港土木工程拓展署對(duì)1972年和1976年香港秀茂坪滑坡的描述，這兩場(chǎng)事故共造成89人死亡；2014年美國(guó)華盛頓州Oso滑坡造成43人死亡，為美國(guó)滑坡歷史上死亡人數(shù)最多的事故。吳宏偉團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用新理論對(duì)這三場(chǎng)災(zāi)害進(jìn)行了分析，均成功判斷了滑坡的發(fā)生。他參編了全球首部非飽和松散土邊坡評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)指南，用于中國(guó)香港、巴西與馬來(lái)西亞等地，提升了非飽和土邊坡的設(shè)計(jì)與治理水平，助力香港滑坡風(fēng)險(xiǎn)的顯著下降，實(shí)現(xiàn)近10年零傷亡的歷史記錄。

吳宏偉是土力學(xué)與巖土工程領(lǐng)域公認(rèn)的世界領(lǐng)軍學(xué)者。

在吳宏偉非飽和土創(chuàng)新基礎(chǔ)研究之上，大量新技術(shù)、新應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生。近年來(lái)，他更關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，希望通過(guò)新技術(shù)為城市的「水泥森林」構(gòu)建出一種綠色環(huán)保的新生態(tài)。2011年，中國(guó)科學(xué)院院士、浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院教授陳云敏擔(dān)任國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目首席科學(xué)家，邀請(qǐng)吳宏偉作為課題負(fù)責(zé)人承擔(dān)「覆蓋屏障水氣傳導(dǎo)與填埋氣污染控制」的研究工作。吳宏偉團(tuán)隊(duì)率先提出生態(tài)型三層覆蓋系統(tǒng)，采用建筑垃圾和天然土壤構(gòu)建，不需要土工膜，達(dá)到環(huán)保、美觀、減碳的效果。這一新型覆蓋系統(tǒng)被應(yīng)用于乾、濕潤(rùn)氣候區(qū)，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的防滲及閉氣功能，成功解決傳統(tǒng)覆蓋系統(tǒng)中土工膜老化或撕裂、土-膜界面滑移破壞等固有問(wèn)題，并能促進(jìn)建筑垃圾的再生利用。這一新型覆蓋系統(tǒng)在深圳最大的生活垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)六年的監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示，其服役性能優(yōu)于美國(guó)環(huán)保局的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。英國(guó)皇家科學(xué)院、美國(guó)工程院等五院院士Rowe指出，相比傳統(tǒng)技術(shù)，該覆蓋系統(tǒng)服役性能更優(yōu)異，為國(guó)際領(lǐng)先水平。目前，相關(guān)技術(shù)已被授權(quán)中、美兩國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，新型覆蓋系統(tǒng)被在編國(guó)標(biāo)采用，可替代傳統(tǒng)封場(chǎng)覆蓋系統(tǒng)，有效提升垃圾填埋場(chǎng)封場(chǎng)工程的防護(hù)水平。

「我們中國(guó)還屬于發(fā)展中國(guó)家，還在進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，我們要吸取到西方國(guó)家在發(fā)展中犯下的錯(cuò)誤，比如發(fā)展導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題可能需要更多倍數(shù)的金錢(qián)去治理」，吳宏偉說(shuō)，希望貢獻(xiàn)一己之力，為下一代締造更美好的生活。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型非飽和土實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已被全球近300家研究院、大學(xué)和政府部門(mén)采用，隨著人們逐漸走出疫情陰霾，兩地科研應(yīng)用合作已重啟，相信非飽和土的理論和應(yīng)用亦將發(fā)揮越來(lái)越大作用。

歐美大地儀器設(shè)備中國(guó)有限公司成立于1987年，總部設(shè)于香港，在全國(guó)設(shè)有11個(gè)分公司，是中國(guó)內(nèi)地、香港、澳門(mén)領(lǐng)先的土木工程儀器設(shè)備全面解決方案的供應(yīng)商。

從2003年開(kāi)始，本公司有幸代理“HKUST雙壓力室體變測(cè)量裝置”。該儀器由香港科技大學(xué)吳宏偉教授領(lǐng)導(dǎo)

的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)，授權(quán)英國(guó)GDS公司生產(chǎn)和銷(xiāo)售，是當(dāng)前市場(chǎng)上精度較高，技術(shù)性能優(yōu)秀的非飽和土總體變數(shù)測(cè)系統(tǒng)，使用者能獲得更客觀、更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，因該儀器優(yōu)秀的性能，現(xiàn)已成為非飽和土總體變量測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法之一。截至2023年初，已有100逾家高等院校、科院和設(shè)計(jì)單位引進(jìn)了該設(shè)備，用于科研和工程設(shè)計(jì)。

從2009年開(kāi)始，歐美大地同時(shí)代理Geo-experts的“SDSWCC應(yīng)力相關(guān)土水特征曲線壓力板儀”，該設(shè)備也是由吳宏偉教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)，包含了多項(xiàng)專(zhuān)利性技術(shù)，除了具備同類(lèi)產(chǎn)品的測(cè)試功能外，還創(chuàng)造性地進(jìn)行了控制土體應(yīng)力和監(jiān)測(cè)土體變形等多項(xiàng)重要技術(shù)改造，是當(dāng)前市場(chǎng)上技術(shù)性能優(yōu)秀，自動(dòng)化程度較高的應(yīng)力相關(guān)土水特征曲線壓力板儀，更加貼合土力學(xué)及

土力工程使用需求，能獲得更客觀及準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。截至目前已有64家高等院校、科研及設(shè)計(jì)單位引進(jìn)該設(shè)備。

GDS非飽和土三軸試驗(yàn)系統(tǒng)（UNSAT）是對(duì)傳統(tǒng)三軸試驗(yàn)的延伸，可以在接近實(shí)際地應(yīng)力狀態(tài)和飽和度條件下對(duì)地下水位以上的土體進(jìn)行測(cè)試。所有GDS三軸測(cè)試系統(tǒng)（以及其他制造商的三軸設(shè)備*）都可以進(jìn)行改造，以進(jìn)行非飽和土三軸測(cè)試。GDS可以提供4種方法來(lái)進(jìn)行非飽土測(cè)試。

非飽和測(cè)試也可以運(yùn)用到以下試驗(yàn)類(lèi)型中：剪切、空心扭剪、共振柱和真三軸試驗(yàn)。

非飽和土體變測(cè)量方法：

• 方法A：通過(guò)GDS孔隙氣壓/體積控制器直接測(cè)量孔隙氣體積和孔隙水的體積變化。

• 方法B：HKUST內(nèi)壓力室 — 用差壓傳感器測(cè)量?jī)?nèi)壓力室中水的水位變化進(jìn)而得到試樣的總體積變化。

• 方法C：雙壓力室 — 試樣的體變通過(guò)GDS壓力體積控制器測(cè)量流進(jìn)或流出內(nèi)壓力室的水體積來(lái)完成。由于外壓力室加壓，內(nèi)壓力室壁可視為是無(wú)限剛度的。

• 方法D：利用安裝于試樣上的局部應(yīng)變傳感器直接測(cè)量而得到試樣的總體變。

從2009年開(kāi)始，歐美大地同時(shí)代理Geo-experts的“SDSWCC應(yīng)力相關(guān)土水特征曲線壓力板儀”，該設(shè)備也是由吳宏偉教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)，包含了多項(xiàng)專(zhuān)利性技術(shù)，除了具備同類(lèi)產(chǎn)品的測(cè)試功能外，還創(chuàng)造性地進(jìn)行了控制土體應(yīng)力和監(jiān)測(cè)土體變形等多項(xiàng)重要技術(shù)改造，是當(dāng)前市場(chǎng)上技術(shù)性能優(yōu)秀，自動(dòng)化程度較高的應(yīng)力相關(guān)土水特征曲線壓力板儀，更加貼合土力學(xué)及

土力工程使用需求，能獲得更客觀及準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。截至目前已有64家高等院校、科研及設(shè)計(jì)單位引進(jìn)該設(shè)備。

該儀器是一套簡(jiǎn)便易用的非飽和土試驗(yàn)裝置，用于應(yīng)力相關(guān)的土水特征曲線及其滯后現(xiàn)象的研究，是研究一定壓力下土壤與水分之間物理關(guān)系的基本工具。應(yīng)力相關(guān)的土水特征曲線是指在一定應(yīng)力狀態(tài)下非飽和土的基質(zhì)吸力（土壤內(nèi)部的孔隙氣壓力和孔隙水壓力的差值）與含水量或飽和度之間的曲線關(guān)系。應(yīng)力相關(guān)的土水特征曲線是非飽和土的一個(gè)重要基本性質(zhì)，表征土體在一定應(yīng)力狀態(tài)、不同吸力下的持水能力。

對(duì)于任何土，本儀器均可獲得不同應(yīng)力狀態(tài)下完整的脫濕和吸濕土水特征曲線。該儀器的壓力板配有兩個(gè)不同規(guī)格的壓力表和調(diào)節(jié)器，在低壓范圍提高測(cè)試精度。本儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可控制基質(zhì)吸力高達(dá)1500kPa，但具體的基質(zhì)吸力控制范圍取決于陶土板的進(jìn)氣值。相較于傳統(tǒng)的土水特征曲線壓力板儀，除了可以測(cè)量土樣在不同基質(zhì)吸力下的水體積變化外，本儀器還能給土樣施加一維荷載（即K0狀態(tài)），并可以精確測(cè)量土體的總體積變化。用本儀器測(cè)得的應(yīng)力相關(guān)的土水特征曲線比傳統(tǒng)的土水特征曲線更準(zhǔn)確，更接近現(xiàn)場(chǎng)土的性質(zhì)。

不同應(yīng)力作用下的土水特征曲線（SDSWCC）（Ng and Pang，2000）

應(yīng)力控制一維土柱儀可以對(duì)多層土柱自由加載法向應(yīng)力和邊界水力條件（例如：恒定水頭，蒸發(fā)）。另外，快速使用瞬時(shí)法，還可以減少實(shí)驗(yàn)中測(cè)量?jī)煞N重要水力特性SDPFs和SDSWCCs的時(shí)間。

在給定的應(yīng)力狀態(tài)下，SDPF描述吸力和（或）含水量下水的滲透性的變化，而SDSWCC定義了吸力和含水量之間的關(guān)系。

Geo-Experts 使用一維瞬時(shí)剖面法（IPM）測(cè)量非飽和土對(duì)應(yīng)不同一維法向應(yīng)力下的SDPF的?；隗w變測(cè)量（VWC）和孔隙水壓測(cè)量（PWP），水流速率和水力梯度可以分別確定。因此，根據(jù)達(dá)西定律吸濕和脫濕狀態(tài)下的滲透參數(shù)可獲得。同時(shí)，不同應(yīng)力狀態(tài)下的，快速吸濕和（或）脫濕應(yīng)力相關(guān)土水特征曲線（SDSWCC），可以通過(guò)建立體積含水量VWC和負(fù)孔隙水壓PWP（例如.吸力）關(guān)系來(lái)確定 。土柱的任何體變都能通過(guò)表面的LVDT測(cè)量到。