人物简介

沈珠江，岩土工程专家。多年从事土力学理论及其在工程实践中的应用研究，提出了一系列新的概念和理论，建立了“南水模型”，率先把损伤力学理论引入土力学，建立了非饱和土固结理论基本框架，提出了建立现代土力学的设想。在工程实践中对设计计算方法的开拓也多有建树，先后编制6个有限元计算程序，在水利、水运、电力、冶金等行业得到广泛应用。

沈珠江，1933年1月25日出生于浙江慈溪。1945年小学毕业，离开家乡到绍兴县立初级中学求学，1948年进入上海市立敬业中学学习，1950年考入上海交通大学水利系。他的数理化各科成绩比较好，曾经想报考理科院系，但刚解放时淮河闹水灾，毛泽东发出“一定要把淮河修好!”的号召，为了响应领袖的号召和服从国家建设的需要，选择了水利专业。1952年院系调整后到南京华东水利学院（现河海大学）继续学习。1953年毕业，被分配到南京水利实验处（现南京水利科学研究院）土工研究室工作，任技术员。1955年到北京俄语学院留苏预备部学习，1956年公派至苏联莫斯科建筑工程学院留学，师从苏联科学院通信院士崔托维奇教授。1960年5月获副博士学位并回国，继续在南京水利科学研究院工作。1995年，当选为中国科学院院士。

从1953年毕业进入南京水利实验处工作的50多年中，沈珠江院士一直锲而不舍地在岩土工程领域进行着理论、工程、计算等方面的研究和实践，在土的极限平衡理论、软土地基固结计算方法、软黏土和各种坝料土的本构关系、土石坝工程计算分析方法、区域性土特性等方面进行了一系列开创性的工作，取得了多项成果，特别是20世纪80年代以来主持了一系列国家科技攻关项目，对土石坝计算方法的改进起到了重大推动作用。

在从事岩土力学研究的50多年间，沈珠江院士的学术研究主要经历了以下几个阶段。

1957—1959年：在苏联留学期间，从事土体极限平衡理论研究，把苏联学者的静力分析理论和美国学者的运动分析理论结合起来，证明了两个极限分析原理，并应用特征线法求得了一系列问题的数值解。

1960—1965年：主要从事交通部高桩码头方面的研究，并参加了国内第一个沉垫式海洋钻井船的科研工作，提出了软土地基稳定分析的有效固结应力计算法，同时继续发展了留学期间创建的土体极限平衡理论，撰写了十余篇论文，包括两篇哲学论文。由于当年的科研环境所限，这些文章中只有少数得到发表，多数只能以内部报告或手稿形式保存，个别已经散失。1966 年以后被迫停止工作，并于1970年初下放苏北农村，劳动近三年，直到1972年底才重新返回南京工作岗位。

1972—1977年：1972年底回到南京后继续从事交通部软土地基方面的研究工作，重点是引进国外刚刚发展的有限元计算技术。在国内率先编制了土工专用有限元程序，并应用于海堤和船坞基坑的计算。1975年又编写出国内第一个Biot理论固结计算程序，并提出了一个适用于软土的非线性模型，该模型首先应用于油罐地基计算分析，后来又应用到心墙坝的计算中。

1978年以后：随着科研环境的改善，沈珠江又能继续专心从事自己喜爱的科研工作，并取得一系列成果。70年代后期把国外的一维有效应力地震反应分析方法推广到二维问题，建议了相应的等价黏弹性模型，并编制了计算程序。这一方法和程序已广泛用于土坝、尾矿坝和灰坝的抗震分析。

70年代末开始进行土体弹塑性理论方面的研究，提出了多重屈服面、等价应力硬化理论和三剪切角破坏准则等新概念，并在此基础上建议了一个新型实用的土体弹塑性本构模型。

80年代以来主持并参与了国家“六五”、“七五”和“八五”科技攻关项目中有关高土石坝设计计算方法的研究工作，对土石坝的计算方法提出了一系列改进，并开发了6个有限元分析软件。这些计算方法和分析软件被应用到三峡工程深水围堰、黄河小浪底水利枢纽等十几个大型工程的设计计算中，为国家的水利、水电和水运事业作出了重大贡献。

80年代末把损伤力学引入土力学中，提出了代表材料脆性破坏的胶结元件，并在此基础上建议了可以描述土体逐渐破坏过程的双弹簧模型。

1990年出版了专著《计算土力学》（合作者：朱百里）。

90年代初把饱和土的Biot固结理论推广到非饱和土，建立了非饱和土的广义固结理论。此后又在非饱和土领域进行了开创性的研究，提出了折减吸力和广义吸力等新概念，并建议了非饱和土统一变形理论。

90年代末对土力学的发展史进行了总结，于2000年出版专著《理论土力学》，并且提出了在21世纪20年代建成以结构性模型为核心，以非饱和土固结理论、液化破坏理论和渐进破坏理论为主要内容的现代土力学的构想。

以上研究成果曾荣获1995年国家科技进步二等奖、1997 年国家科技进步三等奖、1996年水利部科技进步一等奖、1986 年水电部科技进步二等奖、1988 年水电部科技进步二等奖。1988年被人事部授予国家有突出贡献的中青年专家称号，1989 年当选为水利部劳动模范。

在学术兼职上，沈珠江院士自1992年起一直担任《岩土工程学报》主编，1990年起担任中国力学学会岩土力学专业委员会副主任，并在中国土木工程学会土力学及岩土工程分会、中国振动工程学会土动力学分会、中国水利学会和中国水力发电学会中担任多项职务。

沈珠江院士还在1988—1998年期间担任了第七届和第八届江苏省人大常委会委员，在1998—2003年期间任第九届全国人大代表、农业与农村委员会委员。

建立“南水模型”

“南水模型”就是沈珠江学术研究中的一座丰碑。长期以来，国际上土工数值计算通用的是由美国土力学专家邓肯创立的“邓肯模型”和英国剑桥大学学派创立的“剑桥模型”。沈珠江在实践中深感它们不能充分反映土石料特性，计算结果与实际差距较大。他从土体弹塑性本构关系入手，充分考虑土石材料的剪缩性和主应力方向的改变，提出了“多重屈服面”“等价应力硬化理论”和“三剪切角破坏准则”等新概念，在此基础上提出了新型实用的“土体弹塑性本构模型”。这个计算模型20世纪70 年代末诞生于南京水利科学研究院因而被土工界称为“南水模型”。沈珠江和他的同事们运用“南水模型”开发了土石坝总应力法应力应变分析计算程序、土工建筑物有效应力法地震反应计算程序等十几个土工专用程序，为国内三峡深水围堰、天生桥一级电站等40多项工程建筑作出了显著的贡献。

率先把损伤力学理论引入到土力学

多少年来土力学研究工作总是在和地基及土工建筑物的破坏作斗争。由于认识和手段上的原因，人们只能设想受力后土体的某个部位、某个层面—下子被破坏了。这样的分析不能解释实践提出的很多问题，于是又采用经验的方法修正、完善、补充。沈珠江从兄弟学科——损伤力学中找到了研究土体破坏的新视点：沙土颗粒是散的，黏土颗粒是相互关联的，土体中也存在胶结和结构性。显微镜下的土体结构表明，再宏大的土工建筑物受力后也是局部一点一点受损伤，积累到一定程度才会在宏观上显现出来。把损伤力学引入土力学，就能模拟分析地震后大坝坍塌的过程或水库蓄水后坝体变形乃至开裂的前前后后。这样建立的数学模型比过去的经验公式更精确、更完整，也更合乎实际。

沈珠江是1988年带领博士研究生开始这方面探索的。他们已提出了可描述材料脆性破坏的胶结杆元件，并在此基础上建立了描述结构黏土、黄土和紧密砂土的非线性损伤和弹塑性损伤模型等。有资料表明国外90年代才开始有这方面的报道。

建立非饱和土固结理论的基本框架

非饱和土是沈珠江的另一个关心焦点。他发现，可能是经济发展总是从沿海向内陆延伸的原因，世界各国土力学对吸足了水分的饱和土研究较为集中，饱和土力学已经比较成熟，而非饱和土的研究相对跟不上，工程实际中的失败屡屡向科技工作者敲起了警钟。“九五”期间我国将建设“南水北调工程”，其中丹江口到北京的总干渠工程就在非饱和土区域内，这中间又有100公里是容易滑坡的膨胀土地段。对非饱和土的研究跟不上，一旦干渠通水，工程安全将受到严峻考验。沈珠江最先把非饱和土的一维固结理论推广到三维空间，先后带领两名博士研究生开始了对非饱和土的研究，内容涉及非饱和土的本构关系、广义固结理论、二维广义固结计算方法、膨胀土与黄土特性等。

1995年9月，国际首届非饱和土会议在法国巴黎召开，沈珠江是我国出席会议的两位学者之一，他带去的论文是《折减吸力及膨胀土的简化固结理论》。中国科学家在土力学发展前沿课题的研究方面也占据了一席之地。

献身科学 不断创新

才思敏捷，治学严谨，往往是科学工作者不可缺少的素质，但是仅有这些还不能保证事业成功，更重要的应该是矢志不移，锲而不舍。这在沈珠江身上表现尤为突出。与其说是对科学研究工作的兴趣使然，不如说这是为科学工作执着和献身的具体表现。即使身处逆境，他也不忘对科学目标的追求。

20世纪60年代，正当他在为渤海湾海洋钻井船的样品船下水日以继夜地奋战的时候，“文化大革命”开始了，研究被迫中断，他和参加这项工程的专家们一起被赶回了各自的单位。但外界环境的恶化并不妨碍他思维的活跃，相反使得他能在喧闹浮躁的环境中独处，随时为自己构筑一个宁静的思考空间。下放在仪征农村时，他发现当地人不会种菜，便搞来种子，在房前屋后种起了毛豆、茭白、黄瓜，农民反而拜他为师。不久他又学起了针灸给农民治些小毛病，消息传出去远近都有人来求医。直到妻子担心他出问题，他才收起银针，却又搞起了“920生长素”……对未知事情的探索已经成为了他的精神寄托，他不能不去研究点什么。

在农村期间，有机会到江阴船闸参观，他做了一首感怀诗：

一声汽笛闸门开，船队如龙迤逦来。

今日乘潮涨落去，长江水阔任游回。

这里他把自己比喻为蛰伏在农村小河中的一条龙，渴望到水阔浪急的长江施展才能，也表达了他希望投身科学的心愿。十年动乱，进一步拉大了我国与国际的差距。从农村回来后，他积极投身于计算机和有限元算法的研究，很快地填补了本专业领域在这方面的空白。接着又在岩土材料的本构模型、土石坝抗震分析等一系列领域取得成果。

他勤于动手，事必躬亲，别人不屑为之的小事，他都细心去做。一项试验，一个程序，一个计算，一个图表，他都做得很认真，从而打下了扎实的基本功，并掌握了纯熟的基本概念，至今他还保留着亲自编写计算程序的习惯。

曾经有位记者采访他时说：“我看您的成功，只与科研学术专业有关系，如果您当一名普通工人的话，也能取得这样的成功吗？”

沈珠江微笑着说：“一个人只要坚持不断地努力，干什么都会有成绩的。我相信，就是当一名普通工人，我也会成为革新家的。工人阶级也不是出了很多的劳动模范吗!？ 客观条件是必须的，但主要还是靠主观努力。乱世出英雄，军事家总是在战乱中诞生的，而科学家必须在相对稳定的环境下培养出来，这是客观规律，但是谁成为出色的军事家或科学家，则要靠个人的主观努力。”“如果人生道路上碰上不同的机遇，使我成为一名工人，我一定会成为技术革新能手；成为一名农民，也一定会成为种田能手。”

所谓“五十而知天命”，沈珠江错过了科学家的第一黄金年龄段，却紧紧抓住了第二青春期。他的经验、造诣和开阔的视野使他既有深入微观世界的眼光，也有宏观瞻望的实力。进入20 世纪90年代，他的学术生涯跃上了一个新台阶，登上了全面把握和整体俯视的更高层次。

1992年底，中国力学学会岩土力学专业委员会在广州召开学术会议。沈珠江在给与会的岩土力学研究生们作学术报告时，提出了建设现代土力学的设想。他认为土体逐渐破损、非饱和土固结、液化破坏三大理论基础，和理论、计算、工程、实验、应用五大分支，将构起21世纪土力学的框架。他勉励青年学子在这方面发起攻关，使中国岩土力学研究取得世界领先的成果。他又将讲稿整理成《关于土力学发展前景的设想》发表在《岩土工程学报》上，引起了岩土力学界的强烈反响，使许多学者深受启发和鼓舞。沈珠江表示，自己在有生之年要为建立现代土力学框架而奋斗。

近来，在年届古稀之时，他又开始了新的探索，为岩土材料创建一门新的力学分析理论——岩土破损力学。曾经有人问他，创新的最佳年龄是多大。他回答道：“年龄不是主要的，只要身体健康，什么年龄都可以创新。因此，我认为谚语‘活到老，学到老’最好改为‘活到老，学到老，创新到老。’”

（陈铁林）

简 历

1933年1月25日 出生于浙江慈溪。

1945年进入绍兴县立初级中学学习。

1948年进入上海市立敬业中学学习。

1950年考入上海交通大学水利系。

1952年院系调整后到南京华东水利学院（现河海大学）继续学习。

1953年毕业分配到南京水利实验处（现南京水利科学研究院）土工研究室工作，任技术员。

1955年到北京俄语学院留苏预备部学习。

1956年公派至苏联莫斯科建筑工程学院留学。

1960年5月获副博士学位并回国，继续在南京水利科学研究院工作。

1995年当选为中国科学院院士。

主 要 论 著

1 沈珠江.水平荷重下地基的极限平衡（俄文）.中国科学.1964，13（7）.

2 沈珠江. 饱和粘土抗剪强度变化规律及其在稳定分析中的应用（英文摘要）. 中国科学，1964，13（4）.

3 沈珠江. 一个计算砂土液化变形的等价黏弹性模式//11届国际土力学及基础工程会议论文. 美国旧金山，1985.

4 沈珠江. 软土地基固结变形的弹塑性分析（英文）. 中国科学，1986，29（2）.

5 沈珠江. 土体应力应变分析的一种新模型//5届全国土力学及基础工程会议论文. 厦门，1987.

6 沈珠江. 关于土力学发展前景的设想//岩土力学与工程学术会议讲座摘编. 岩土工程学报，1994，16（1）.

7 沈珠江. 鲁布革心墙堆石坝变形的反馈分析. 岩土工程学报，1994，16（3）.

8 沈珠江. 土体变形特性的损伤力学模拟//5届全国土力学数值分析会议论文. 重庆，1994.

9 沈珠江. 关于破坏准则和屈服函数的总结. 岩土工程学报，1995，17 （1）.

10 沈珠江. 折减吸力及膨胀土的简化固结理论（英文）//1届国际非饱和土会议论文. 法国巴黎，1995.

11 沈珠江. 土体结构性的数学模型——21世纪土力学的核心问题. 岩土工程学报，1996，18（1）.

12 沈珠江，广义吸力和非饱和土的统一变形理论. 岩土工程学报，1996，18（2）.

13 朱百里，沈珠江. 计算土力学. 上海：上海科学技术出版社，1990.

14 沈珠江. 理论土力学，北京：中国水利水电出版社，2000.

15 沈珠江. 沈珠江土力学论文集选. 北京：清华大学出版社，2005.

参 考 文 献

[1]周忠德. 甬籍院士风采录. 杭州：浙江大学出版社，2002.

[2]张家先. 科海星光. 南京：南京大学出版社，1996.