湖南大學土木工程學院教授吳懷娜正在作學術(shù)報告。

“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。”湖南大學教授吳懷娜是土木工程領(lǐng)域為數(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，唯有在講述自己專業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)容時，才能將她和鋼筋混凝土聯(lián)系在一起。

“當初高考結(jié)束后填報志愿，我全填的工科類專業(yè)。”吳懷娜回憶，她最初來到岳麓山下求學時，所學的城市地下空間工程還是個新專業(yè)。如今我國一線城市都在大力推進地下空間開發(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，外部擾動極易引發(fā)盾構(gòu)隧道變形，造成管片結(jié)構(gòu)開裂、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營。”吳懷娜說。

吳懷娜將地質(zhì)環(huán)境演變等因素比喻為慢性病，外部施工擾動比喻為急性病。為了準確給隧道“看病”，針對盾構(gòu)隧道這一復雜拼裝結(jié)構(gòu)，她提出了一種考慮環(huán)間剪切錯臺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)力計算精度。這一模型納入在編規(guī)范中國土木工程學會團體標準《既有軌道交通盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全保護技術(shù)規(guī)程》，成為外部擾動對既有隧道影響評估的推薦模型。

吳懷娜(左三)和團隊成員合影。

很難想象，如今在各類學術(shù)會議、隧道現(xiàn)場處變不驚的吳懷娜，也曾經(jīng)歷來自學業(yè)的巨大壓力。博士三年級那個大年三十的晚上十點，她收到導師對論文的修改意見，徹夜無眠。“那篇論文花了一年多，改了十幾版，但導師認為還有很多工作要完善。”吳懷娜說，“現(xiàn)在想來，若不是導師的高標準和嚴要求，自己也難以完成蛻變”。

“在研究生階段，很多人都會經(jīng)歷低谷和思維的轉(zhuǎn)變，因為科研需要不斷地開拓和創(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，“大多數(shù)學生剛?cè)雽W時更多是被動接受，依賴老師，但要在未知領(lǐng)域探索，需要有獨立的思想，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都會和學生強調(diào)的一點。”

吳懷娜認為，土木工程是一門實踐性很強的學科，作為一名科研工作者，需要敏銳的洞察力和嚴謹?shù)目茖W思維，能挖掘真正服務于國家重大需求的工程問題，并從工程問題抓住它的科學本質(zhì)。“科研沒有坦途，土木工程的研究過程很辛苦，如現(xiàn)場測試、室內(nèi)試驗，哪怕一個看似簡單的數(shù)值模型都可能經(jīng)歷反復的嘗試和失敗，科研很需要堅韌的精神。”

吳懷娜的韌性，源于她的成長經(jīng)歷。從小學二年級開始，她做數(shù)學習題便有個習慣，從“帶星號”的題開始做起。“我那時就覺得數(shù)學題很有意思，越是難的越想挑戰(zhàn)，很享受其中的樂趣。”

對數(shù)學的興趣，吳懷娜也帶到了工程領(lǐng)域里。吳懷娜說：“數(shù)學能提高我分析問題的能力，而且工程領(lǐng)域在理論推導過程中，有很多是數(shù)學的范疇。”

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

“我國各個城市地質(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)復雜，我們會遇到越來越多的問題和挑戰(zhàn)。”吳懷娜說，“與地奮斗，其樂無窮!帶著興趣迎接挑戰(zhàn)，為我國城市地下空間開發(fā)貢獻智慧，是件快樂而有成就感的事情。”

在吳懷娜的辦公室里，三角梅枯了又復綠，替她數(shù)著繁忙中間歇的頻次。書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。