张超:深耕岩土的90后教授

时间:2021-12-02 08:41 点击:

他是90后青年教师,28岁入选国家级高层次青年人才,是湖南省100个科技创新人才,是湖南大学岳麓学者、青矩学者。2021年上半年,他荣获美国土木工程学会(ASCE)学术论文最高奖(highest honor)“诺曼奖章”(Norman Medal)。他就是湖南大学土木工程学院教授、博士生导师张超。留学归来,他选择回到母校任教。

“五年后再回母校”

“留学期间,一直很怀念岳麓山的一草一木,很怀念母校深厚的人文底蕴。近年来母校对人才的包容度很高,尤其对青年人才的支持力度很大,营造了非常好的科研学术环境。”当问到为什么选择回到湖南大学任教时,张超回答道。

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张超

张超对自己要不要回国发展没有任何疑虑,他所从事的科研领域,正是高速建设中的祖国所亟需的,他的科研成果也可以很好地服务城市建设发展,如正在研究的城市地下空间开发及利用技术。

同时,在湖南大学的求学经历让张超深知母校的科研环境很好,能够为科研人员提供强有力的支持。回到母校任教,他可以在湖大良好的生活工作环境及浓厚的学术氛围中,在自己的科研领域持续深耕,与科研团队一起,不断攀登学术高峰。

时隔五年以教师身份重返母校,张超对于土木工程专业有了新的认识,“土木工程学科的进一步发展要与多学科深度交叉融合。当初学习土木工程的时候,更多的还是传统的设计与建造技术,而现在要吸纳多个学科的知识与技术,如岩土工程智能建造,要融合机器人、人工智能、物联网等技术。”

“做科研要有兴趣和好奇心”

科研之路漫漫,要想长期坚持并取得成果,好奇心和兴趣是不可或缺的。这是张超能在自己的专业领域深耕的重要原因。

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“当初选择土木工程,不仅仅因为它是热门专业、湖大的拔尖专业,更多的是因为个人兴趣。有了兴趣,在好奇心的驱使下,才有可能深入开展研究。”

对于张超来说,做科研不是件辛苦事,因为他完全是从兴趣出发做研究,“如果真的喜欢,就不会觉得它枯燥,其次也确实因为好奇心,才会产生更多的科研动力”。

“我对多孔介质力学的研究始于对土壤的兴趣。土壤相当于人类和地球‘打交道’的媒介。”据张超介绍,所有生物体的无机质都是通过土从地球获取,土中多场过程的准确描述是解决全球气候变化、地质灾害、深海深地深空资源开发、可再生能源利用等人类面临的一系列重大挑战的理论基石。在好奇心的驱使下,张超从土壤最基本的特性出发,不断展开探究,取得了一系列原创性成果。

在探究土壤基本特性时,张超对“非饱和土中水的压力是正还是负”这个问题产生了兴趣。传统观点认为非饱和土壤中水的压力是负的,但该观点与许多自然现象相悖,如膨胀土、冻土等特殊土的基本特性。张超从现有的客观现象出发,建立了新的理论体系,即土吸附势理论,回答了多年来悬而未决的难题。该原创性理论体系的建立会改变多孔介质力学、非饱和土力学等学科的基本理论观点,相关成果获得了诺曼奖章。

“要敢为人先”

“精神上的勇敢远比物质上的勇敢更重要。”这不仅是张超自己从事科研探究的态度,也是培养学生的态度。

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张超和学生在一起

“很多时候不能太纠结能不能做成,这种被动式的‘带着镣铐研究’只会限制我们前进的脚步,要敢为人先。”张超所在团队正在努力攻关超大城市深层地下空间开发及利用技术,以期实现地下空间的立体化开发。“目前,国内地下空间的最大开发利用深度在40米左右,想要实现立体化开发,达到100米深的目标,需大幅提高结构韧性。尽管技术挑战很大,但我们没有因此停止前进的脚步。”张超介绍道。

回国后,张超加入了陈仁朋教授领衔的城市地下空间研究团队,不仅指导着4名博士生、5名硕士生的科研工作,还担任了本科生的课程教学任务。在学生培养上,他注重培育学生解决问题的方法与思维,告诉学生首先要敢想,不要太患得患失,要将想做的事情化为自己的行动,逐步往前推进。

平时上课时,张超注重锻炼学生的发散性思维,培养学生自主学习和科研的能力。“张老师的课堂氛围是活跃、开放和包容的。”2018级本科生张欢说道。对于本科生,他更注重讲述知识的整体性,让学生自主把握宏观知识框架,培养全局观和大局意识。“不论是对更深层次理论的发掘与推导,还是和人工智能等前沿技术的交叉,都能在张老师的课堂里学到。”2021级硕士研究生苟凌云说道。对于硕士和博士研究生,张超则认为要将知识的边界呈现给学生。

张超在课堂上鼓励学生发散自己的思维来讨论学术问题,而不是局限于一些范式。“这不仅能促进学生思维模式的培养,还能激发学生自主学习的兴趣,让他们对所学内容有深一步审视和思考,在学术前沿探索推进。“张超说道。

来源:融媒体中心

实习记者:张萌萌

实习编辑:易旭凤

责任编辑:周丹

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