“傻人”焦五一

本报记者　吕夏婧

局促的三居室堆满了研究的书籍、资料，家具破旧，所睡的床竟是两张老旧的学生架子床拼接的，腿轻微歪掉的桌上散乱地放着一些治疗糖尿病和腰椎间盘突出的药品，老旧的房间里唯一的亮点就是四面墙上挂满的锦旗。83周岁的他已经行动不便，只能依靠外力搀扶行走。他斜斜地依靠在家里使用了几十年的沙发椅上，苍老的面容上仍然目光炯炯：“我知道有人说我‘傻’，但我这个理论是有用的，虽然我奔波了一辈子都没得到个‘说法’，但我不会放弃，放弃就等于对科学不负责任，对国家不负责任……”他激动地说着，头顶一块装裱好的书法玻璃框，在午后的阳光中闪闪发亮，上书：焦氏模量，地学之光。

他，就是我国著名的土力学专家，长安大学退休讲师：焦五一。

开创性的“弦线模量”理论

我国是世界上黄土分布最广的国家之一，多年来，黄土的沉降和湿陷变形给建筑业带来极大的困扰，我国目前采用的《湿陷性黄土地区建筑规范》（以下简称《规范》）一直沿用原苏联的建筑规范体系，计算方法复杂且与实际具有极大误差，为避免发生工程事故，设计方一般都被迫采用加大保险系数的方法，将地基做成实际需要的好几倍深和广，造成极大的浪费。“弦线模量”则用分段取值的办法，将通常用于钢材的“弹性模量”应用于黄土，则可准确计算出黄土的沉降和湿陷量，使施工方能更简便节约地进行工程设计，节省了大量资源。

1958年，因兴庆湖蓄水，西安交通大学一带水位由地下18米上升到6米左右，造成这一地区建筑物普遍下沉和裂缝，1964年达到最为严重的程度。建设部和陕西省有关部门责成陕西省建筑科学研究院和西北建筑设计院等单位共同研究处理办法。当时，年轻的焦五一也参加了这项工作。

那时，焦五一的妻子儿女还在富平老家，他住在设计院的单身宿舍里不分昼夜地开始了他的研究。他写啊，算啊，忘记了时间，忘记了这喧嚣世界的一切，仿佛只有在他的研究里，他才能获得心灵的极大满足。

1967年，经过他无数次的思考和计算，“弦线模量”问世，令年轻的焦五一没有想到的是，很快，“弦线模量”就在工程实践中展示了它的“魔力”。

1968年3月，西安机瓦厂建成不到3年，55米高的烟囱向西南方向倾斜了93.4厘米，处在随时都会倒塌的危险之中。陕西省有关部门召开了8次紧急会议，邀请各位专家学者商议解决方法，但大家都因为无法准确计算烟囱的沉降量而无计可施。

焦五一站起来了，他提出：“用新理论‘弦线模量’来进行计算沉降量，再根据计算结果在倾斜的反方向加压荷载，便可解决烟囱的倾斜问题。”这是前所未闻的理论，反方向加压荷载在建筑业亦无先例，现场一片哗然。这时，身在现场的陕西省建委主任任钧拍板了：“既然没有更好的方案，我们就用焦五一的方案一试，成功了，推广经验，失败了，责任我负。”

“弦线模量”理论不负重望，焦五一很快根据它计算、分析出需要反向加压荷载150吨的重量使烟囱恢复垂直。1969年6月11日，当加压至151吨铁块时，倾斜的烟囱被完全矫正直了。这取得了土力学界从来没有达到过的成功。

西安美术学院雕塑艺术中心为高9米、长宽各13.5米的单层大空间空旷建筑，内无隔墙和柱，条形砖基础，对沉降非常敏感。1996年，在其建成并使用多年后紧贴于它建造美院附中教学楼，新建筑物体量大，对雕塑艺术中心的安全造成威胁，常规做法要先对原建筑物进行加固后才能开挖新基础，投资大，工期长。中心邀请焦五一采用“弦线模量”法进行计算，结果为影响不大。焦五一建议不必加固，为保证工程安全，用沉降观测监控。结果使得雕塑艺术中心圆满完成了制作一批大型雕塑艺术品的任务，节约了大量时间和经费。工程完成后，学院院长、我国著名书画家刘文西教授写了“焦氏模量地学之光”的牌匾相赠。

渭南市广播电视局影视大楼原按六层设计，其中地下一层，地上五层，地基处理用2米厚灰土垫层，基础用筏板。地基处理后请焦五一用“弦线模量”计算基础沉降量和湿陷量，后按其计算结果将基础改为1.5米宽的条基。共节省钢材120吨、水泥320吨，连同辅料约合人民币58万元。

西安安馨园大厦施工运用“弦线模量”理论节约投资约120万元；西安市疾病预防控制中心工程运用“弦线模量”理论节约36万元……

二百二十多项工程，没有一项出现过问题，共节约资金约四千多万元。经相关工程界专家测算，如果“弦线模量”得到大规模推广，每年会为国家节省二十多亿元！

清华大学土木系教授江见鲸在给西安建筑工程学院（现长安大学）的信中写道：焦五一提出的新方法，理论正确，方法严谨，数据充分，成果可靠，这在国内是开创性的工作，在国际上也不多见。　（下转二版）