武红岭

　　在纪念王仁先生诞辰100周年之际，回顾我走过的科研之路，不得不说，是王仁先生的学朮思想，为我指明了从事地质力学研究的方向和道路。

　　我于1977年从北京大学汉中分校力学系固体力学专业毕业，分配到中国地质科学院地质力学研究所，工作中深感缺乏地学方面的知识。1979年经力学系老师推荐，有幸考取了王仁教授在地质系的研究生。师从王先生四年，毕业后又与他多年合作，从一个懵懂的科研‘菜鸟’，成为一个有独立研究能力的人员，离不开恩师的培养教育。

　　借此机会，对我在王仁先生指导下的科研工作做一简要回顾，以此纪念和感恩王仁先生的悉心栽培。

　　王仁教授在《地质力学提出的一些力学问题》一文中指出：“地质力学的核心思想是把一些在表面上看来错综复杂、性质不同、而实际上却是由统一的构造运动所造成的地质构造现象归纳为各种类型的构造体系，探讨它们的发生、发展以及力学成因和内部的应力分布,……。因此,地质力学中最重要的力学问题就是探索与这些构造体系对应的构造应力场,……，分析那些带有一定形态特征的构造形迹，探讨它们受力作用下的变形特征。”

　　我在地质力学所数十年的研究工作，基本是围绕各类地质构造的构造应力场、形变场和位移场的模拟分析研究而展开的。

　　与王仁先生有直接联系的研究主要是有关地质构造的力学模型的理论研究和探讨。

　　1.在王仁先生指导下，我硕士论文的题目是《断层非均匀位错引起的附加应力场、形变场和位移场》。在前人均匀位错的研究基础上，推导出了断层梯形位错（即断层两端位移为零，中段位错为常量）引起的应力场，形变场和位移场的解析解。此研究显然对断裂发生后，地震迁移的规律有理论意义。

　　这是我的第一篇论文，从选题到查找文献资料供我阅读，言传身教如何写好论文，直到逐字逐句修改文章，导师王仁倾注了大量的心血。我也才学会了如何撰写科研论文。

　　2.运用力学板壳理论研究探讨地壳岩石圈中的应力场及动力学问题。

　　在岩石圈板块弯曲问题的研究中，常常忽略地壳曲率，用平板代替球壳计算。《用弹性平板代替球壳计算板块弯曲形变的误差分析》一文从弹性扁球壳和薄板形变的基本方程入手，通过对典型问题的解析解，推导出用平板代替球壳计算所引起的误差表达式。表明这类误差还是不小的，进而提出了相应的解决办法，如，采用具有适当地基模量的弹性基础板，不仅更符合地学实际，且能有效地改善误差状况，获得与用扁球壳计算弯曲问题接近的效果。

　　对地学问题进行有限元数值模拟分析时，板壳单元由于更接近于地学实际而为多数人采用。但板壳元在厚度上不分层，采用统一的弹性参数，用于分层岩石圈应力分析仍显得不尽如人意。《非对称多层薄板折算力学模量的讨论》一文，放弃了前人对多层薄板的几何和弹性对称性的限制，根据等效原则，推导出非对称多层薄板的中性面位置，进而给出了用各分层弹性模量和板厚度表示的折合抗弯刚度及弹性模量。

　　随后，又在《层状地壳等效力学模量和分层应力》一文中，结合实际地学问题，用上述等效模量方法求解了地壳中的应力应变状态，通过比较等效应力与各分层应力的差异，探讨了岩石力学性质对各圈层应力的影响作用和地壳中广泛存在的伸展构造的力学机理。

　　以上涉及的论文均是在王仁先生的悉心指导帮助下完成的。

　　3.探讨力学应用于地质构造分析时所遇到的概念性问题和容易引起的误解。

　　王仁先生曾在给我的一封信中写道：“应力和应变的本质差别是地质界与力学界统一不了认识的常见问题。毛病出在他们用牛顿质点或刚体力学的简单概念来分析连续介质，总以为力与运动是同一方向的。”

　　地质力学方法中首要的步骤是确定结构面的力学性质，建立构造体系。并据此反推局部或大范围构造应力场的作用方式。《张性结构面的力学性质与主应力关系解析》一文，依据弹性理论分析了张性结构面的应力、应变与两向主压应力的对应关系。指出，在挤压外力甚至双向挤压力作用下，完全有可能在特定构造区域内产生张性或张扭性结构面。同时对这些张性区域的影响因素进行了理论分析。澄清了地学界广泛认为张性结构只能产生于拉张构造应力环境下的误解。

　　针对应用地质力学方法解决地质构造问题时，一些地学人的困惑和误解，《几个力学概念在构造地质学中的应用》一文对构造地质学中几个常用的力学概念在使用中出现的问题，阐述了笔者看法和建议，期待更多的地质人能正确地运用力学的相关知识探讨和解决地球动力学领域中的诸多疑难问题。

　　以上两篇论文得到王仁先生的称赞。特别是后一篇，王仁先生在前述信中说：“我打算写一些澄请概念的短文，由来已久，一直没有抽出时间来做。你这文很好。以后还可以再写，我们可以写些讨论性文章……。”

　　以上的研究工作及成果没有王仁先生的指导和帮助是不可想向的。无论是做人还是做学问，王仁先生都是我终生的导师，是我心中的一座丰碑，我将永远怀念他，崇敬他，学习他。

2021年1月12日