国内外工程力学专家聚龙游

30.10.2015  10:41

  这些天,因为1992年横空出世的龙游石窟,浙西千年古县龙游再次掀起了涟漪——10月24日至26日,近百位国内外院士、专家和学者,汇聚由中国岩石力学与工程学会、国际岩石力学学会古遗址保护专业委员会、龙游县人民政府主办的大型古地下工程科学问题及长期保护国际学术研讨会,他们此行的主要目的是:就龙游石窟古地下工程所蕴藏的工程科学、工程价值,以及所面临的保护,分享成果、交流学术、探讨对策。
  还有一个石窟群
  尚待揭秘
  这是一个只听当地村民说过,而从没有游人到过的地方。
  位于龙游凤凰山麓的上畈村,有一个尚未开发的龙游石窟群,犹如一处处幽静的小水潭,碧潭如玉,由于年代久远,暗红光滑的岩壁上长满了绿色植被,虽然已经是深秋季节,黄黄的小花在和煦的阳光下笑得格外灿烂,它有一个醒目的名字:“三只眼”。
  命名的原因是,地质工作者在此地,发现了3个似门状的斗拱巨岩,呈现3个方向的洞口,像3只眼睛一般,层次错落地蓄水成了无底潭,据初步勘察,地下有一万多平方米的水域面积,深不可测,作为龙游石窟代表性的原始洞窟,期待着世界的揭秘。
  跟随专家学者走进龙游石窟,宛如时光倒流远古,从已经开发的5个洞窟来看,洞窟规模宏大,气势磅礴,瑰丽壮观,巧夺天工,无论从洞内仰视,还是从高处俯瞰,都能感受到一种无形的震慑力——美观而壮观的鱼尾形岩柱,工艺精美的齐整凿痕,洞壁上马、鸟、鱼、虾图和八仙法器图等精美的“浮雕”,都在向游客展示着古人的某种神秘图腾,待今人去揭晓。
  巧的是,方圆不到3公里的凤凰山,星罗棋布几十个这样的洞窟。
  在古代并不发达的科技水平下,完成如此浩大的地下工程,着实让今人匪夷所思,之前的考古专家学者纷纷提出了不同的推想和论证:采石场、墓穴群、练兵场、储冰库等等,众说纷纭。种种谜团,成功吸引了游客,使得游客“入洞皆为探奇者,出窟全变猜谜人”。龙游石窟成为难以破解的千古之谜, 被当地人称之为“世界第九大奇迹”。
  与以往所不同的是,连日来中外工程地质、岩石力学等自然学术界的专家学者们,通过实地考察提出:龙游石窟独特的古工程科学技术在于,从科学价值角度看,在三只眼古洞室群和牛场古洞室群中,不仅发现了凤凰山1~5号洞所具有的古工程科学技术亮点如斜顶、鱼尾形柱、斜墙和导水槽等结构,斜线组与水平线组合的图案,而且还具有凤凰山1~5号洞所不具有的若干古工程科学技术,例如:在三只眼石窟群中发现了古人为邻洞隔墙射门的双连洞结构,3种纵向曲墙结构;在2号洞找到了一个超薄的岩柱。这是十分罕见的。
  同时,在牛场古洞室群1号洞两边墙的断层顶板间“留塞”的处理方式,这一独特的处理方式充分反映古人的智慧。有的岩柱上发现的“同天一堂”4个大字是除翠光岩景区外,在龙游石窟首次发现的文字。虽然刻于1号洞原有斜线组与水平线组合的图案之后,但仍然很有价值。2号洞东边墙发现了位于墙顶间的“三角形斜撑”,对于整个龙游石窟来说,这一结构都是独一无二的,它所蕴藏的科学意义值得研究。
  专家学者们在现场看到,虽然三只眼各洞室在不同程度倒塌后,遗存下来的残缺之美也是难得的科普旅游资源。因古洞倒塌而成“桥”——三只眼古洞室群所包括的10个洞室中3~6号洞遭到了较严重的破坏。3号洞和5号洞因破坏倒塌而形成了一座“双墩桥”。其中一墩为3-1号岩柱,另一墩为3号洞与5号洞隔墙的北端,具有一种残缺之美;另外,5号洞与6号洞之间的隔墙及上覆岩层,组成了第二座“桥”。洞成“桥”的残缺之美很可能引人注目。
  水是石窟柔性的
  保护源泉
  在龙游石窟,不仅第一次看见三只眼,还遇见多年不见的老朋友。
  那是1998年的秋天,中国科学院地质与地球物理研究所研究员、博士生导师杨志法在北京的家里看了央视一套播放的龙游石窟专题片后,被龙游石窟的神韵所吸引,他连夜乘坐20多个小时的火车来到龙游石窟考察,被其科学价值、艺术价值和历史价值所倾倒,从此与龙游石窟结下了不解之缘,成为龙游石窟创始性研究“第一人”。国内外只要有关于龙游石窟学术讨论会、龙游石窟专题片的摄制采访、专家学者的来访考察与研究,都能见到他力荐龙游石窟的身影。
  退休后的杨志法,婉拒了多家单位的高薪聘请,应聘龙游石窟研究所顾问,毅然离开北京,和夫人双双定居龙游,为龙游石窟这一宝贵的文化遗产把脉坐诊、细心呵护,无怨无悔为研究龙游石窟这部“无字天书”承担了多项保护研究课题,发表《龙游大型古地下洞室群1~5号洞水文地质与工程地质条件研究》等多篇论文,出版《龙游大型古地下工程洞室群科学技术问题研究》专著。
  在这次国际研讨会上,杨志法汇报了该团队对浙江省12点古工程的研究亮点,首次披露了龙游石窟地层为厚度达1793m白垩系上统衢县组的红层,也公开宣布了龙游石窟的勘探成果。揭秘其古人为了能在当时的技术条件下克服龙游石窟古地下工程洞室群石质差、洞室面积大、浅埋、邻洞的洞间间距小等4大难题,采用了哪些行之有效而富有朴素的科学思想和智慧的结构。
  杨志法的回答是:曾采用类似于现代坑槽探的“工程地质勘探方法”;建立了由导水槽、排水沟、集水井所构成的3层排水系统;“设计者”采用了“斜顶加鱼尾柱”、“斜墙加牛腿”、“斜墙加塔基”等结构。计算表明,它有利于在坚硬程度中等偏下的围岩中修建浅埋的大跨度地下洞室,有利于岩柱及其所支撑斜顶稳定,有利于减小顶板下沉。采用了斜托或称为柱帽的斜顶设计,有助于顶板应力条件改善,使洞室顶板更趋于稳定。
  由是,杨志法研究团队还得出如下结论:龙游石窟群由5座古洞室群所组成,共含45个古洞室,分别是凤凰山古洞室群(含26个古洞室)、翠光岩古洞室群(含4个古洞室)、上畈村古洞室群(含10个古洞室)、牛场古洞室群(含2个古洞室)、瀔波岩古洞室群(含3个古洞室),并对各个洞室群的年代给出了具体的考证。
  此次,中国工程院院士王思敬在他的《古代遗址今世启迪》报告中,揭开了蕴藏于龙游石窟鱼尾形岩柱中的科学理念,回答了龙游石窟岩柱的横截面都呈熨斗底形、和岩柱与石窟所支顶的斜顶之间存在着一个弧形柱帽等科学问题外,得出的结论是:龙游石窟岩柱顶端的斜托(即弧形柱帽)不仅具有美感,而且有助于被支顶的斜顶的应力条件改善,因而也有助于洞室的长期稳定,为龙游石窟解开了其中一个谜团。
  在现场,香港大学教授岳中琦提出并解答了若干个自然科学方面的问题,其中有:为什么至今完全完整的洞室上千年来能够一直稳定和完整呢?因为水。水的比重是岩石的50%,刚度为零。因此,充满洞室的稳态水在开挖空间中的完全占有,极大地降低了围岩的应力水平和变形,减低了围岩的物理风化、化学风化的范围和程度,成为一种完全柔性的保护材料。
  “龙游石窟是我的第二恋人。”原国际岩石力学古遗址保护专业委员会主席、日本专家谷本亲伯,这位来自日本大阪大学工学研究科教授,于2001年4月第一次来龙游考察之后,多次带领研究团队在龙游石窟现场进行实验研究。他说,这一大规模的地下古石窟群价值无与伦比,我们希望能尽快将它们申报世界文化遗产,虽然实现这一目标很不容易,但我们应该全力以赴。