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1、,如何原始创新,如何原始创新,三项具原始创新的研究实例,传统滚筒式压路机,原始创新实例 A,应力与变形集中造成沥青混凝土拉张挤压破坏并残留,新型平板式压路机,两种压路机结果比较,传统滚筒式压路机,新型平板式压路机,非均质材料(土、岩石、沥青混凝土和水泥混凝土等工程材料)数字图像结构测量分析有限元数值分析方法 Digital Image Processing Techniques forMechanical Analysis of Inhomogeneous Materials,原始创新实例 B,沥青混凝土细观结构数字图像定量分析,这一发现同沥青混凝土因碾压而形成的过程是一致的,我们在1992-
2、1993年定量地发现:,骨料在水平面上的剖面比其在深度剖面上大!,沥青混凝土细观结构数字图像定量分析,非均质材料有限元数值分析方法,US Army Corps of Engineers,Waterways Experimental Station(WES）National Institute of Statistical Sciences,USANSF Center for Advanced Cement-Based Materials,USAIowa State UniversityJohns Hopkins UniversityMichigan Technological Universi
3、tyPenn State UniversityStanford UniversityUnion CollegeUniversity of MarylandUniversity of Colorado at BoulderWashington State UniversityIndian Institute of Technology Kanpur,IndianJordan University of Science and Technology,JordanPolytechnic University of Valencia,SpainThe University of Western Aus
4、traliaUniversities in China,引用我们这项论文的研究人员单位,相关工作和发表的论文可参见,现场测量岩土材料力学强度与细观空间分布的钻孔过程自动数字监测法 Automatic Drilling Process Monitoring for In-Situ Measurement of Geomaterial Strength and Distribution,原始创新实例 B,气压冲击旋转式钻孔机,Existing Drilling Machine,现有钻机,1=手动操作台,2=提升与给进马达,3=回转钻盘动力头,4=滑行主梁,5=环形链条,6=螺纹轴接头,7=钻杆,8
5、=冲击钻锤,9=钻头,10=前顶板和钻杆定中支架,11=钻杆管螺纹接头,12=冲击压缩流体软管,13=给进压缩流体软管,14=提升压缩流体软管,15=前进旋转压缩流体软管,16=后退旋转压缩流体软管,17=主供压缩流体软管,18=步履或铁架支撑机构,压缩机(或油泵)（俗称风车）,DPM 法简介(监测钻孔过程测定岩土体力学强度与分布方法),装有DPM的现有钻机,1=手动操作台,2=提升与给进马达,3=回转钻盘动力头,4=滑行主梁,5=环形链条,6=螺纹轴接头,7=钻杆,8=冲击钻锤,9=钻头,10=前顶板和钻杆定中支架,11=钻杆管螺纹接头,12=冲击压缩流体软管,13=给进压缩流体软管,14=
6、提升压缩流体软管,15=前进旋转压缩流体软管,16=后退旋转压缩流体软管,17=主供压缩流体软管,18=步履或铁架支撑机构,压缩机(或油泵)（俗称风车）,100=动力头位置传感器,101=轴接头转速传感器,102=提升压力传感器,103=后退旋转压力传感器,104=给进压力传感器,105=前进旋转压力传感器,106=冲击压力传感器,107=动态数据采集器,108-114=采集器连接电线,115=个人电脑硬盘或便携存储器,116=数据电信号流动方向,117=圆套铁环,DPM 法简介(监测钻孔过程测定岩土体力学强度与分布方法),DPM法=技术发明,DPM单孔测量数据,时间,动力头位置(m),冲击压
7、力(MPa),提升与给进压力(MPa),旋转压力(MPa),岩土力学强度随单孔钻进深度变化的测量结果,净钻时间（分）,钻头钻进深度m,压缩流体压力值(MPa),DPM 法简介(监测钻孔过程测定岩土体力学强度与分布方法),自动随时监测钻孔过程=原位连续测量岩土材料力学强度+不同强度材料的空间分布,DPM 法=技术发明,US Patent US 6,637,523 B2 and China Patent ZL 01140858.8,DPM 法=科学发现,岩土抗钻强度=钻头深度随时间变化的速度,压缩流体压力值(MPa),净钻时间（分钟）,钻头钻进深度m,钻头进深随时间呈分段线性变化 表明钻进速度随深
8、度呈分段匀速变化每一匀速段代表一段均匀抗钻岩土层,净钻时间（分钟）,钻头钻进深度m,推进气体压力值,岩土抗钻强度随钻头进深的变化规律,钻头钻进速度,旋转气体压力值,冲击气体压力值,岩土抗钻强度层,例二,DPM 能快速、自动、实时、连续、精确、原位地测量和表述各种地下软硬岩与土地质体的细观强度和空间分布特别是地下断层和强度差土层和缝隙的位置,知弱知强，才能有效加固边坡！,DPM法 详介可参见 2004年发表于(IJRMMS)的论文,DPM 方法,如何原始创新,自然或工程实践的原始观察和长期存在的问题现有科技理论或方法一定有一些基本假设或局限性，对某一基本假设和局限性的改变和取消可产生原始创新成果
9、现代测试技术和方法、数据处理手段的不断提高和 普及更给我们带来了定量和数量化的能力和手段通过大量地采集原位试验和测量的时间和空间序列数据，可得到更能反映自然本质的、新的、具有普遍意义的规律和方法,但是发现或找到一个具普遍意义的科学方法或规律还是很不容易的！,在前面介绍的工作中,我们已具体地运用了这些认识来从事、进行科技的创新研究!,如何原始创新,是基于人们对沥青混凝土道路实践的长期原始观察和认识利用了现代的机械制造技术和力学分析手段来建立了 新的原位沥青混凝土道路碾压技术和方法进一步地来 发现和找到了 新的、具普遍意义的自然规律 可直接应用于生产实践和延长道面的使用寿命其中,最为重要的是 新的
10、碾压技术是传统技术的一个简单的、但具根本意义的改进。,新型平板式压路机可以说,如何原始创新,是自然界、岩土工程实践的原始、长期观察是新的工程实践而遇到的、新的问题利用了 现代数据测试和采集技术、数据处理手段来建立了 新的原位测量方法和结果表述方法进一步地来 发现和找到了新的、具普遍意义的方法和规律其中,最为重要的是 大量原始测量数据的空间序列的完整、直接表述。,非均质岩土材料数字图像结构测量和数值分析方法可以说,如何原始创新,是基于人们对钻孔实践的长期原始观察和认识利用了现代数据测试和采集技术、数据处理手段来建立了 新的原位试验技术和方法进一步地来 发现和找到了 新的、具普遍意义的自然规律 可
11、直接应用于生产实践其中,最为重要的是 大量原始测量数据的时间序列的完整表述和直接分析。,现场测量 岩土材料力学强度与细观空间分布的钻孔过程自动数字监测法 可以说,如何原始创新,现在高科学技术和手段已可以让我们随时地获取海量的数字数据，并且可以让我们很快地处理和分析这些海量数据这些方法和技术的建立和利用在科学技术上是一项最根本的突破和变革，具有划时代意义当今科学家、工程师 可以通过大量地采集原位试验和测量的时间和空间序列数据，可得到更能反映地质岩土体本质的、新的、具有普遍意义的规律和方法从而,在过去创建的、众多有效原位试验方法的基础上，我们可以更加深入地、更符合自然地分析、认识和解决相关的地质学
12、和岩土工程问题。,小结,图示的重要性,图示的重要性,图示的重要性,岳母刺字,精忠报国,图示的重要性,延安宝塔,革命圣地,图示的重要性,石根华教授创立的岩石力学块体理论,纯钻进时间（秒）,钻头进深,岩土抗钻强度=钻头深度随时间变化的速度,岩土抗钻强度随深度分段均匀变化,(米),图示的重要性,DPM 法,中国地图集2004,中国南海,中国大陆,中国的疆界像什么呢？,曾母暗沙,中国地图,我们科技工作者任重而道远！,一唱雄鸡天下白,首举奥运火炬红,中國最大海上氣田開發啟動,http:/2009-02-27,中國目前最大的海上氣田及最深的海上氣田荔灣3-1深水氣田的開發將於近日正式啟動，投資規模60億-
13、100億美元，計劃2012年底投產。據介紹，位於南海東部的該氣田探明儲量為1,000億-1,500億立方米，年產量可望達到50億-80億立方米，目前中海油已正式啟動開採的前期工作，屆時所產天然氣將主要供應中國南部沿海地區。,创新、撰写与演讲的关系,创新、撰写与演讲的关系,创新是对未知问题的研究与探索过程,撰写是对已知存在的报告与总结过程,演讲是对创新成果的汇报和传递过程,创新、撰写与演讲的关系,创新是在爬山途中探索过程,撰写是登山后回看前瞻过程,演讲是血汗受审查欣赏过程,对您，它是已知；但对他人，它还是未知,对您和他人它都是未知，都感兴趣,又遇到新的问题和未知,您或他人用您的发现（已知）来应用
14、、发展生产力,创新是做不完的,文章是写不完的，越讲是越艺术的！创新、撰写和演讲永远是有生命力的!,拜读了您的论文或听了你的演讲后，它对他人也成了已知,您或他人用您的发现（已知）来做进一步解决、研究其它未知,创新、撰写与演讲的关系,成名成家总是有机会的,瞎子摸象,第一种通常的理解是要我们全面地认识和了解每一事物,但还有第二种理解,创新、撰写与演讲的关系,科技创新与论文撰写的瞎子摸象说,在未知面前，人人都是瞎子最为重要是准确表述 您目前的观测、假设与认识,科学认识是相对真理 未来,撰写论文是绝对真理 历史,创新、撰写与演讲的关系,实例简介(1),宋朝的猛虎下山石刻,猛虎=野猪+熊猫,实例简介（2）
15、,地球板块理论的形成、发展与假设,20世纪初，德国科学家魏格纳根据地球上各大陆的轮廓以及地层和古生物学方面的资料，提出了大陆漂移的理论后来，由于海洋地质和海底地球物理研究的进展，出现了海底扩张、地壳消减的概念，最后导致法国科学家勒皮雄、美国科学家摩根和英国科学家麦肯齐在60年代晚期共同提出了板块构造学说。,薄球壳地球运动和动力学模型(3),王仁院士 1999年提出,Thin spherical shell model with Newtonian fluid,更好地预测地震,薄球壳块模型应更符合地球实际,实例简介（4）,Coloumb,1776,挡土墙土压力公式Culman C.1866.Fe
16、llenius W.1927:瑞典园弧法Taylor D.W.1937;1948Bishop A.W.1950:力矩平衡Janbu N.1954:水平力平衡(简化)Lowe J.and Karafiath L.1960Bishop A.W.and Morgenstern N.R.1960Morgenstern N.R.1963 Morgenstern Etc.,极限平衡法理论体系的形成,实例简介(5),多层弹性力学空间问题的解析解,Thompson W.(Kelvin)(1848);Boussinesq J(1885)Mindlin RD(1936);Burmister DM(1943,194
17、5,1962)More than one hundred of other authors on this topic.,实例简介(6),大家可例举出许许多多其它实例！,产生原始性思想的思维方法,中国科学应尽快从“跟着做”过渡到“想着做”,在过去的20世纪里，世界五个重大科学发现中的三个半，都是对已有知识的整理与提升，如,过去欧美为什么能产生那么多科学贡献，因为它们在科学积淀的基础上，能够提出很多新的科学思想。,结合自己对百年世界自然科学史的研究，中科院 路甬祥院长阐述：,科学家有了原始性思想，即便借助对图书文献和已获得数据的整理与加工，也能够做到有所发现、有所创新。,科学时报 2006年3月
18、30日作者：郑千里 易蓉蓉,爱因斯坦的相对论、维格纳的大陆板块漂移学说勒梅特的宇宙大爆炸理论。,“跟着做”过渡到“想着做”,我们为什么要“跟着做”？,问题,我们如何才能做到“想着做”？,常规思维法,在幼儿、小学、中学、大学、研究生等等学习过程中，我们都用的是此方法。原因在于我们必须经历这样的学习过程来学习和掌握语言、知识、技术和他人对自然研究的发现、规律和成果。,突破语言障碍的自然图象思维法,原始创新的自然图象思维法,自然图象思维法,产生原始性思想的思维方法,读有字之文章,读无字之天书,有中再有,无中生有,数理逻辑：解析分析、综合分析、推理、归纳、演绎、判断,数理逻辑：解析分析、综合分析、推理
19、、归纳、演绎、判断,江郎才尽,下笔有神,产生原始性思想的思维方法,“跟着做”,“想着做”,我们在思维上一定要变！,全球互联网上在办公室可快速搜索所有已有相关文献和知识,已有知识的大脑记忆已经不重要了,思维方法和语言能力的不同组合或许可将人群分成五大类,文盲:常规思维法+低文字语言能力,超人:自然图象思维法+低中文字语言能力,工匠与技工:常规思维法+低中文字语言能力,知识分子：常规思维法+中高文字语言能力,大师：自然图象思维法+高文字语言能力,思维方法,语言能力,实例简介,1889-1971,三十年代初，李四光不畏艰险，几次横渡大江，跨越秦岭、南岭，亲自勘探测量，实地观察地层构造，进一步探讨地壳
20、表面各种痕迹的规律他运用力学的观点研究地壳运动与矿产分布规律，把各种构造看作是地应力作用的结果。对于中国东部地区的地质特点，李四光运用地质力学的理论分析，他认为新华夏构造体系的 3个沉降带具有广阔的找油前景，从而否定了“中国贫油”的观点。1954年，他亲自组织队伍，在松辽平原和华北平原开展石油普查，经过几年的艰苦努力，相继发现了大庆油田、胜利油田、大港油田他对第四纪冰川遗迹的研究推翻了过去的“中国无第四纪冰川”的断言。,李四光,地学大师,实例简介,世界伟人,读无字之书语言大师,实例简介,超人?,大家见过吗？,大家见过超人写的论文或文章吗？,一定见过了！,一定没有见过的！？,要有也一定是他人写的！,自然是无限的、未知的，而语言、文字是有限的、是人创造的。我们的脑海必须先看到、想到自然，然后再用语言、文字来准确地讲、描述、记录下来，以便传给他人。,简单而言,从而，人类的知识和能力就不断扩大、增多。尤其是科技知识和能力是可以传递给他人的,是不以人的变化而改变的或退步的。,产生原始性思想的思维方法,
