湖南大學(xué)土木工程學(xué)院教授吳懷娜正在作學(xué)術(shù)報(bào)告。

“我的研究就像是給盾構(gòu)隧道‘看病’，找出‘病因’，分析‘病理’，給出‘診療’方案。”湖南大學(xué)教授吳懷娜是土木工程領(lǐng)域?yàn)閿?shù)不多的女性科研工作者之一。

談吐斯文、體形嬌小的吳懷娜，唯有在講述自己專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)容時(shí)，才能將她和鋼筋混凝土聯(lián)系在一起。

“當(dāng)初高考結(jié)束后填報(bào)志愿，我全填的工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)。”吳懷娜回憶，她最初來(lái)到岳麓山下求學(xué)時(shí)，所學(xué)的城市地下空間工程還是個(gè)新專(zhuān)業(yè)。如今我國(guó)一線城市都在大力推進(jìn)地下空間開(kāi)發(fā)，城市軌道交通、公路隧道、綜合管廊等地下生命線工程大量建設(shè)。其中，盾構(gòu)隧道是城市地下生命線工程最常用的結(jié)構(gòu)形式。

“但盾構(gòu)隧道拼裝結(jié)構(gòu)接縫多，剛度弱，外部擾動(dòng)極易引發(fā)盾構(gòu)隧道變形，造成管片結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、接縫密封墊滲漏水等病害，威脅隧道結(jié)構(gòu)安全，影響城市生命線工程的正常運(yùn)營(yíng)。”吳懷娜說(shuō)。

吳懷娜將地質(zhì)環(huán)境演變等因素比喻為慢性病，外部施工擾動(dòng)比喻為急性病。為了準(zhǔn)確給隧道“看病”，針對(duì)盾構(gòu)隧道這一復(fù)雜拼裝結(jié)構(gòu)，她提出了一種考慮環(huán)間剪切錯(cuò)臺(tái)的縱向鐵木辛柯梁模型，打破規(guī)范模型純彎變形模式假定誤區(qū)，顯著提高了隧道變形及內(nèi)力計(jì)算精度。這一模型納入在編規(guī)范中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《既有軌道交通盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全保護(hù)技術(shù)規(guī)程》，成為外部擾動(dòng)對(duì)既有隧道影響評(píng)估的推薦模型。

吳懷娜(左三)和團(tuán)隊(duì)成員合影。

很難想象，如今在各類(lèi)學(xué)術(shù)會(huì)議、隧道現(xiàn)場(chǎng)處變不驚的吳懷娜，也曾經(jīng)歷來(lái)自學(xué)業(yè)的巨大壓力。博士三年級(jí)那個(gè)大年三十的晚上十點(diǎn)，她收到導(dǎo)師對(duì)論文的修改意見(jiàn)，徹夜無(wú)眠。“那篇論文花了一年多，改了十幾版，但導(dǎo)師認(rèn)為還有很多工作要完善。”吳懷娜說(shuō)，“現(xiàn)在想來(lái)，若不是導(dǎo)師的高標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)要求，自己也難以完成蛻變”。

“在研究生階段，很多人都會(huì)經(jīng)歷低谷和思維的轉(zhuǎn)變，因?yàn)榭蒲行枰粩嗟亻_(kāi)拓和創(chuàng)新，這就要求從以前的確定性思維向批判性思維轉(zhuǎn)變。”吳懷娜說(shuō)，“大多數(shù)學(xué)生剛?cè)雽W(xué)時(shí)更多是被動(dòng)接受，依賴(lài)?yán)蠋煟谖粗I(lǐng)域探索，需要有獨(dú)立的思想，這樣才可能挖掘自己最大的創(chuàng)新潛能，這是我每年新生入學(xué)都會(huì)和學(xué)生強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)。”

吳懷娜認(rèn)為，土木工程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，作為一名科研工作者，需要敏銳的洞察力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，能挖掘真正服務(wù)于國(guó)家重大需求的工程問(wèn)題，并從工程問(wèn)題抓住它的科學(xué)本質(zhì)。“科研沒(méi)有坦途，土木工程的研究過(guò)程很辛苦，如現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)，哪怕一個(gè)看似簡(jiǎn)單的數(shù)值模型都可能經(jīng)歷反復(fù)的嘗試和失敗，科研很需要堅(jiān)韌的精神。”

吳懷娜的韌性，源于她的成長(zhǎng)經(jīng)歷。從小學(xué)二年級(jí)開(kāi)始，她做數(shù)學(xué)習(xí)題便有個(gè)習(xí)慣，從“帶星號(hào)”的題開(kāi)始做起。“我那時(shí)就覺(jué)得數(shù)學(xué)題很有意思，越是難的越想挑戰(zhàn)，很享受其中的樂(lè)趣。”

對(duì)數(shù)學(xué)的興趣，吳懷娜也帶到了工程領(lǐng)域里。吳懷娜說(shuō)：“數(shù)學(xué)能提高我分析問(wèn)題的能力，而且工程領(lǐng)域在理論推導(dǎo)過(guò)程中，有很多是數(shù)學(xué)的范疇。”

地下空間開(kāi)發(fā)是解決城市病、提高城市韌性的重要途徑，未來(lái)將會(huì)有更多的城市交通、市政設(shè)施地下化，既有隧道安全保護(hù)需求將越來(lái)越迫切。

“我國(guó)各個(gè)城市地質(zhì)環(huán)境差異大，隨著隧道覆蓋率的增加，隧道服役環(huán)境變得越發(fā)復(fù)雜，我們會(huì)遇到越來(lái)越多的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。”吳懷娜說(shuō)，“與地奮斗，其樂(lè)無(wú)窮!帶著興趣迎接挑戰(zhàn)，為我國(guó)城市地下空間開(kāi)發(fā)貢獻(xiàn)智慧，是件快樂(lè)而有成就感的事情。”

在吳懷娜的辦公室里，三角梅枯了又復(fù)綠，替她數(shù)著繁忙中間歇的頻次。書(shū)架中擺著她喜歡的茶具，但生在茶鄉(xiāng)安溪的她，竟讓它們落了灰。