川观新闻记者 兰珍 宁宁

“心情激动,倍感振奋!”电话那头,翟婉明院士的声音带着难掩的兴奋。

7月8日,2025年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂召开。中国科学院院士、西南交通大学首席教授翟婉明主持的“高速铁路基础结构动态服役安全基础理论研究”获国家自然科学奖二等奖。

“这是我国轨道交通领域诞生的第一个国家自然科学奖。”翟婉明院士特意强调了这个“第一个”。在他看来,相较于此前获得的技术发明奖和科技进步奖,这个自然科学奖的“含金量”在于基础理论研究的原创性,“中国的高铁技术要持续引领世界,基础必须筑牢。也只有基础打得牢,应用技术才能不断突破。”

2013年,中国高铁正处在关键转折期——从大规模建设阶段,逐步转向安全平稳运营阶段。翟婉明院士就是在那时启动了这项研究。“中国高铁从无到有,起步晚,发展快,基础研究底子薄。”谈及初衷,翟婉明回忆,当时有个核心问题摆在面前:如何准确把握高速列车复杂荷载交变作用下基础结构动态性能的时空演变机制及劣化性状特征。换句话说,高速列车日复一日地碾压轨道,那些藏在“看不见的地方”的基础结构,到底发生了怎样的变化?会不会出问题?怎样才能提前预判?……

这些,是实现高铁安全运维的基本前提。而没有现成的答案可参考,只能从最底层的机理开始一点点“啃”。

“技术攻关,尚且有明确的问题导向和目标牵引,而理论研究是从0到1,急不得,必须沉下心来,甘坐冷板凳。”翟婉明这一坐,就是十多年。

那这项基础研究难在哪里?翟婉明专业地概括为“三大难”:无砟轨道层间界面损伤本构关系表征难、基础结构亚毫米级变形传递与映射解析难、基础结构多维跨尺度动态服役安全控制难。“每一关都不好过。我们需要不停地试验、分析,找机理、找源头、找规律。”翟婉明说。凭借在轨道交通领域30多年的沉淀和科研基础,翟婉明院士带着团队啃下一个又一个硬骨头,最终取得成果。

团队发现了轨道各层之间像胶水粘连一样的内聚力,还有界面间微米级滑动存在的联动规律,这样就能推衍出分层劣化会怎么发展、什么时候会恶化,不再是靠猜。同时,发现高铁地基哪怕只下沉零点几毫米,上面钢轨的起伏会有固定的“传递密码”,也就是它们之间的几何映射关系,这对研究高速列车运行安全性和乘坐舒适性至关重要。

此外,还搞清了高铁基础结构内部的微观损伤如何一步步演变,影响列车运行性能,在此基础上提出了一套安全控制原理与方法,相当于给高铁的“骨骼健康”建立了一套全新的诊断和预警体系。

成果一经发布,就在国内外高铁领域引起了反响。它直接支撑了中国高铁轨道谱标准的创建,助力突破了高铁大跨度桥梁上的行车限速瓶颈,也被用于世界最高运营时速350公里高铁线路的安全评估。

当前备受瞩目的成渝中线高铁,最高设计时速达400公里,上述成果为该线路安全设计提供了理论依据。

“这次获奖是一个新起点。”翟婉明说,后续将瞄准更高的运营速度、更复杂的运营条件,继续深耕基础研究,同时开展技术创新,让中国高铁跑得更安全、更快速、也更舒适。

受访者供图