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团队简介
Team Introduction
“岩石工程灾害机理与防治前沿科学和技术研究团队”以天津大学岩土工程研究所的人员为基础,依托天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室和船舶与海洋工程实验中心组建。团队成员共7人,教授2人,副教授5人;博士生导师3人,硕士生导师4人。该研究团队研究领域涉及岩石工程灾害机理与防治各个研究前沿,包括深部岩石动力学、地震物理、岩石动态响应及破坏机理、岩石地下工程防灾减灾等。
赵高峰,天津大学建筑工程学院教授,博士生导师。近五年来,在岩土力学方面发表学术论文100余篇,其中SCI 论文50篇(独立作者、第一作者及通讯作者28篇),国际会议大会报告(KeyNote) 1篇,著作章节1篇,《基于微焦点CT的煤岩细观破裂机理研究》专著1册,EI论文5篇,合作主编国际会议论文集一册,主编国际期刊上DDA特刊一期,及发表国际会议论文20余篇。2012年获澳大利亚ARC青年研究者奖(DECRA)。
姚伟,天津大学建筑工程学院英才副教授,博士生导师。2017年获得加拿大多伦多大学哲学博士学位,2020年入选国家海外高层次人才引进青年项目。主要从事复杂环境下脆性材料动态损伤和破断机理与实验室地震动力学等领域的研究工作。主持加拿大Mitacs国家研究部科研项目1项,参与多项加拿大自然科学和工程研究委员会研究项目,参与编写了首批中国工程爆破协会岩石动力学多个测试标准方法,担任多个国际期刊审稿人。共发表学术论文约68篇,其中SCI论文约39篇,其中多篇文章发表在Journal of Geophysics Research: Solid Earth、Rock Mechanics and Rock Engineering、Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering等地球物理和岩石力学领域权威期刊。SCI论文引用约450多次,单篇最高被引用约118次。
徐颖,天津大学副教授,博士生导师。中国地质大学(武汉)土木工程学士学位和岩土工程博士,加拿大多伦多大学土木与矿物工程系,博士后。主要研究方向为环境岩石动力学特性及灾害机理。先后主持国家自然科学基金项目2项,国家重大研发计划子课题1项,其他省部级项目和横向项目4项。发表一作或通讯学术论文20余篇,公开或授权国家发明专利5项。参与编写国内首批岩石材料动态力学测试标准方法团体标准4部,参编教材1部。担任多个国际及国内期刊审稿人。
吴帮标,天津大学副教授,博士生导师, 中国科协青年托举人才,国际岩石力学与工程学会罗哈奖 Proxime Accessit 奖获得者。主要从事岩石动力学和深部岩石工程方面的研究,主持国家自然科学基金1 项、博士后项目1 项、天津市青年科学金1项,其他省部级课题2 项、横向课题1 项,参与国家重大科技基础设施-大型地震工程模拟研究设施建设,国家重点研发计划和国家自然科学基金项目多项。近五年以第一或通讯作者发表 SCI 和 EI 论文15 篇,参编中国工程爆破协会关于岩石动态测试团体标准,担任 RMRE,IJRMMS,TUST 等岩土工程领域顶级期刊审稿人,权威期刊 International Journal of Geomechanics 杰出审稿专家。
刘丰,天津大学建筑工程学院副教授, 硕士生导师,兰州大学理论与应用力学学士,中国科学院武汉岩土力学研究所工程力学博士,19年到澳大利亚蒙纳士大学访学一年。近年来,致力于岩石力学数值模拟相关工作,研究涉及离散元、非连续变形分析、数值流形法等数值计算方法。发表学术论文30余篇,其中SCI论文15篇(第一作者或通讯作者9篇),EI论文6篇,国际、国内会议论文4篇。担任多个国际期刊审稿人。主持国家自然科学基金青年基金一项,主持岩土力学与工程国家重点实验室开放基金一项,参与国家重点研发计划两项,参与国家自然科学基金面上项目及青年项目多项,主持和参与横向项目多项。
1.国家重大科技基础设施建设项目 大型地震工程模拟研究设施
2.国家重点研发计划课题 地震亚失稳阶段识别的实验、理论与野外观测研究
3.国家自然科学基金面上项目 高应力下瞬态开挖诱发岩体损伤机制及其演化规律
4.国家自然科学基金面上项目 动态压缩下花岗岩微损伤演化及其强度的微力学模型研究
5.天津市自然科学面上基金 预加静态荷载下岩石的动力破坏机理
6.科技部国家重点基础研究973计划 高碾压混凝土坝全寿命周期性能演变机理与安全控制
7.自然科学基金创新团队 重大水利工程安全性
8.基金委重大科研仪器项目 水下地震模拟振动台台阵研制
9.地震动力学国家重点实验室开放基金 同震变形场的演化及摩擦关系研究
10.国家自然科学基金面上项目 应力波传播与液体充填岩石节理的相互作用机理研究
11.国家重点研发计划重点专项 枢纽工程重要构筑物(群)与地质环境互馈作用机制与控制技术
12.天津市自然科学基金 一种精确、快速、低成本单条节理岩体参数获取方法研究
13.国家自然科学基金面上项目 岩石动态破坏的多尺度离散数值方法及异构高性能计算程序研究
14.国家自然科学基金面上项目 微波辅助机械破岩的三维非连续变形分析与离散弹簧模型耦合方法研究
15.国家重点研发计划课题 新型胶结颗粒料坝建设关键技术
16.天津市自然科学基金重点项目 超临界二氧化深地热开采的数值仿真方法及软件系统
17.深部岩土力学与地下工程国家重点实验开放基金 石墨烯泡沫混凝土隔振响应的力学模型研究
18.国家自然科学基金面上项目 温度-渗流-应力耦合作用下脆性岩石蠕变特性及蠕变机理研究
19.水力学与山区河流开发保护国家重点实验室开放基金 岩石在动态循环载荷作用下的细观演化研究
20.澳大利亚国家基金会发现基金 非饱和土损伤及开裂机理研究
21.澳大利亚国家基金会重大仪器项目 三维霍普金森压杆研制
22.澳大利亚国家基金会重大仪器项目 二维震动台研制
23.煤炭资源与安全开采国家重点实验开放课题重点项目 多脉冲动态载荷下煤岩微观损伤演化研究
24.澳大利亚新南威尔士大学青年科学基金 岩石切割破坏的连续-非连续模型的研究
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支持扩展名:.rar .zip .doc .docx .pdf .jpg .png .jpeg1.国家重大科技基础设施建设项目 大型地震工程模拟研究设施
2.国家重点研发计划课题 地震亚失稳阶段识别的实验、理论与野外观测研究
3.国家自然科学基金面上项目 高应力下瞬态开挖诱发岩体损伤机制及其演化规律
4.国家自然科学基金面上项目 动态压缩下花岗岩微损伤演化及其强度的微力学模型研究
5.天津市自然科学面上基金 预加静态荷载下岩石的动力破坏机理
6.科技部国家重点基础研究973计划 高碾压混凝土坝全寿命周期性能演变机理与安全控制
7.自然科学基金创新团队 重大水利工程安全性
8.基金委重大科研仪器项目 水下地震模拟振动台台阵研制
9.地震动力学国家重点实验室开放基金 同震变形场的演化及摩擦关系研究
10.国家自然科学基金面上项目 应力波传播与液体充填岩石节理的相互作用机理研究
11.国家重点研发计划重点专项 枢纽工程重要构筑物(群)与地质环境互馈作用机制与控制技术
12.天津市自然科学基金 一种精确、快速、低成本单条节理岩体参数获取方法研究
13.国家自然科学基金面上项目 岩石动态破坏的多尺度离散数值方法及异构高性能计算程序研究
14.国家自然科学基金面上项目 微波辅助机械破岩的三维非连续变形分析与离散弹簧模型耦合方法研究
15.国家重点研发计划课题 新型胶结颗粒料坝建设关键技术
16.天津市自然科学基金重点项目 超临界二氧化深地热开采的数值仿真方法及软件系统
17.深部岩土力学与地下工程国家重点实验开放基金 石墨烯泡沫混凝土隔振响应的力学模型研究
18.国家自然科学基金面上项目 温度-渗流-应力耦合作用下脆性岩石蠕变特性及蠕变机理研究
19.水力学与山区河流开发保护国家重点实验室开放基金 岩石在动态循环载荷作用下的细观演化研究
20.澳大利亚国家基金会发现基金 非饱和土损伤及开裂机理研究
21.澳大利亚国家基金会重大仪器项目 三维霍普金森压杆研制
22.澳大利亚国家基金会重大仪器项目 二维震动台研制
23.煤炭资源与安全开采国家重点实验开放课题重点项目 多脉冲动态载荷下煤岩微观损伤演化研究
24.澳大利亚新南威尔士大学青年科学基金 岩石切割破坏的连续-非连续模型的研究
代表性论文:
1. Xia, K.W., Rosakis, A.J., and Kanamori,H., “Laboratory earthquakes: The sub-Rayleigh-to-supershear rupturetransition”, Science, 303 (5665), 1859-1861, 2004.
2. Xia, K.W., Rosakis, A.J., Kanamori, H. andRice, J.R., “Laboratory earthquakes along inhomogeneous faults: directionalityand supershear”, Science, 308 (5722), 681-684, 2005.
3. Xia, K.W., “Scaling model for fractureenergies: the rationalization of different laboratory measurements”,Geophysical Research Letters, 33, L01305, 2006
4. Zhou, Y.X., Xia, K., Li, X.B., Li, H.B.,Ma, G.W., Zhao, J., Zhou, Z.L. and Dai, F., “Suggested methods for determiningthe dynamic strength parameters and mode-I fracture toughness of rockmaterials”, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 49,105-112, 2012.
5. Xia, K., Huang, S. and Marone, C.J.,“Laboratory observation of acoustic fluidization in granular fault gouge andimplications for dynamic weakening of earthquake faults”, GeochemistryGeophysics Geosystems, 14(4), 1012-1022, 2013.
6. Xia, K., and Yao, W., “Dynamic rock testsusing split Hopkinson (Kolsky) bar system-A review”, Journal of Rock Mechanicsand Geotechnical Engineering, DOI: 10.1016/j.jrmge.2014.07.008, 7(1), 27-59,2015.
7. Yao, W., Xia, K, and T. Zhang. “DynamicFracture Test of Laurentian Granite Subjected to Hydrostatic Pressure”.Experimental Mechanics,doi: 10.1007/s11340-018-00437-4 ,245-250,2019
8. Yao W,Shi Y, Xia K, Peterson K, “Dynamic fracture behavior of alkali-activatedmortars: effects of composition, curing time and loading rate”, EngineeringFracture Mechanics,doi: 10.1016/j.engfracmech.2019.01.017, 119-130,2019.
9. Tang Z,Yao W, Zhang J, Xu Q, Xia K, “Experimental evaluation of PMMA simulated tunnelstability under dynamic disturbance using digital image correlation”,Tunnelling and Underground Space Technology,doi:10.1016/j.tust.2019.103039,92,2019.
10. ZhaoG-F, Xia K,"A study of mode-I self-similar dynamic crack propagation usinga lattice spring model", Computers and Geotechnics,doi:10.1016/j.compgeo.2017.11.001,215-225,2018.
11. Yao, W., Wang,C., Xia, K., Zhang, X. (2021) “An experimental system to evaluate impact shearfailure of rock discontinuities”, Review of Scientific Instruments,92: 034501 SCI
12. Li, X., Yao, W.*,Wang, C. (2021) “The influence of multiple dynamic loading on fragmentationcharacteristics in dynamic compression tests”, Rock Mechanics and RockEngineering, 54, 1583-1596 SCI
13. Yao, W., Xu, Y., Xia, K. (2020) Damage Evolution DuringRock Pulverization Induced by Dynamic Compressive Loading Journal of Geophysical Research:Solid Earth 125(5), e2020JB019388 SCI
14. Yao, W., Xu, Y.,Xia, K., Wang, S. (2020) “Dynamic Mode II fracture toughness of rocks subjectedto confining pressure”, Rock Mechanics and Rock Engineering, 53,569-586 SCI
15. Yao, W., Xia, K.(2019) “Dynamic notched semi-circle bend (NSCB) method for measuring fractureproperties of rocks: fundamentals and applications”, Journal of RockMechanics and Geotechnical Engineering, 11, 1066-1093 SCI
16. Li, X., Wang, S., Xu, Y.,Yao, W., Xia, K., & Lu, G., “Effect of microwave irradiation ondynamic mode-Ι fracture parameters of Barre granite.”, Engineering FractureMechanics, doi: 10.1016/j.engfracmech.2019.106748, 224, 106748, 2020. SCI
17. ZhaoG-F*; Developing a four-dimensional lattice spring model for mechanicalresponses of solids, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering,2017, 315: 881-895.
18. ZhaoG-F*; Deng Z-Q; Zhang B; Multibody failure criterion for the four-dimensionallattice spring model, International Journal of Rock Mechanics and MiningSciences, 2019, 123: 0-104126.
19. ZhaoG-F*; Wei X-D; Liu F; Liu W-B; Non-parameterized Numerical Analysis Using theDistinct Lattice Spring Model by Implementing the Duncan-Chang Model, RockMechanics and Rock Engineering, 2020, 1:10.1007/s00603-020.
20. 赵高峰*; 陈华; 基于阿里云的四维弹簧模型并行运算性能, 土木与环境工程学报 中英文, 2019, (03): 1-10.
21. ZhaoG-F*; Yin Q; Russell A; Li Y; Wu W; Li Q; On the linear elastic responses ofthe 2D bonded discrete element model, International Journal for Numerical andAnalytical Methods in Geomechanics, 2019, 43: 166-182.
22. Ying Xu;Wei Yao*; Shuai Wang; Kaiwen Xia; Investigation of the Heat‑Treatment Effect onRock Fragmentation Characteristics Using the Dynamic Ball Compression Test,Rock Mechanics and Rock Engineering, 2020.
23. Ying Xu;Wei Yao*; Kaiwen Xia; Numerical study on tensile failures of heterogeneous rocks,Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2020, 12(01): 20-58.
24. Ying Xu,Wei Yao; Geli Zhao; Kaiwen Xia*; Evaluation of the short core in compression(SCC) method for measuring mode II fracture toughness of rocks, EngineeringFracture Mechanics, 2020, 224: 106747.
25. Ying Xu;Changyi Yu; Feng Liu∗; Qinya Liu; Acoupled NMM-SPH method for fluid-structure interaction problems, AppliedMathematical Modelling, 2019, 76: 466-478.
26. Ying Xu;Wei Yao; Kaiwen Xia*; Hamed. O. Ghaffari; Experimental Study of the DynamicShear Response of Rocks Using a Modified Punch Shear Method, Rock Mechanics andRock Engineering, 2019, 52: 2523-2534.
27. PengDong, Bangbiao Wu*, Kaiwen Xia, Qizhi Wang,Fracture Modes of Single-Flawed Rock-Like Material Plates Subjected toDynamic Compression,InternationalJournal of Geomechanics,2020,20(9):1-13.
28. PengDong, Kaiwen Xia, Bangbiao Wu*, Ying Xu, A quasi-distributed monitoring methodfor ground settlement using pulse pre-pump Brillouin optical time domainanalysis, Measurement, 2020,151: 107284.
29. BangbiaoWu, Wei Yao*, Kaiwen Xia, Theoretical modeling of the dynamic tensile responseof Laurentian granite using the dominant crack algorithm, International Journalof Rock Mechanics and Mining Sciences, 2019, 123:104077.
30. QizhiWang, Bangbiao Wu*, Yanshuang Guo, Dynamic tensile failure of Laurentiangranite subjected to triaxial confinement, Géotechnique Letters, 2019 9(2):116-120.
31. BangbiaoWu, Wei Yao, Kaiwen Xia*, An experimental study of dynamic tensile failure ofrocks subjected to hydrostatic confinement, Rock Mechanics and RockEngineering, 2016, 49(10): 3855-3864.
32. BangbiaoWu,RongChen,KaiwenXia*, Dynamic tensile failure of rocks under static pre-tension, InternationalJournal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2015, 80: 12-18.
33. BangbiaoWu,PatrickKanopoulos,XuedongLuo, Kaiwen Xia*, An experimental method to quantify the impact fatiguebehavior of rocks, Measurement Science and Technology, 2014, 25(7): 075002.
34. ZhangKaiyu, Liu Feng*, Zhao Gaofeng, Xia Kaiwen. Fast and efficient particle packingalgorithms based on triangular mesh, Powder Technology. 2020, 366:448-459.
35. XuYing, Yu Changyi, Liu Feng*, Liu Qinya. A coupled NMM-SPH method forfluid-structure interaction problems. Applied Mathematical Modelling. 2019,76:466-78.
36. Yu Changyi,Liu Feng*, Xu Ying. An h-adaptive numerical manifold method for solid mechanicsproblems, Science China Technological Sciences, 2018, 61(6): 923–933.
37. LiuFeng*, Yu Changyi, Yang Yongtao. An edge-based smoothed numerical manifoldmethod and its application to static, free and forced vibration analyses,Engineering Analysis with Boundary Elements, 2018, 86:19-30.
38. LiuFeng, Xia Kaiwen*. Structured mesh refinement in MLS-based numerical manifoldmethod and its application to crack problems, Engineering Analysis withBoundary Elements, 2017, 84:42-51.
专利:
1. 徐颖,夏开文,王帅,陈荣,吴帮标. 一种带吸能装置可模拟原位应力环境的分离式霍普金森压杆[P]. 天津市:CN201811546962.1, 2019-07-26
2. 徐颖,夏开文,王帅,陈荣,董鹏,赵格立. 一种模拟不同地应力条件下硐室掌子面开挖瞬态卸荷的试验系统[P]. 天津市:CN201910101784.X, 2019-06-25
3. 徐颖,王帅,夏开文,陈荣. 一种自对芯可变直径岩石霍普金森杆的实验装置[P]. 天津市:CN109632533A, 2019-04-16.
4. 夏开文,徐颖,王帅,高龙山. 一种用于测试岩石破碎的实验装置及标定冲击速度和损耗能量的方法[P]. 天津:CN108225949A, 2018-06-29.
5. 夏开文,潘永庆,孙立强,徐颖,练继建. 基于啁啾光纤光栅的混凝土磨蚀及空蚀深度实时监测系统[P]. 天津:CN104482876A,2015-04-01.
6. 夏开文,陈荣,孙立强,于长一,李嘉. 非接触式瞬态测量微岩石飞片飞行速度的装置[P]. 天津:CN203894248U,2014-10-22.
7. 夏开文,陈荣,谭卓英,孙立强,于长一,李嘉. 钻进岩石模拟的试验装置及确定试验杆压力和扭矩的方法[P]. 天津:CN103983754A,2014-08-13.
8. 陈荣,林玉亮,卢芳云,夏开文,赵鹏铎,覃金贵,王马法,李俊玲. 压拉通用霍普金森杆装置[P]. 湖南:CN101666724,2010-03-10.
9. 陈荣,林玉亮,夏开文,覃金贵,卢芳云. 一种实现双脉冲冲击加载的夹心弹[P]. 湖南:CN201340236,2009-11-04.
10. 徐颖; 夏开文; 王帅; 赵格立; 姚伟; 陈荣, 一种基于霍普金森杆的岩石材料原位渗流测量系统及方法[ZH], 2020-01-14, 中国,CN201911125368.X.
11. 徐颖; 余裕超; 夏开文; 姚伟; 吴帮标; 刘丰, 用于测量超软材料中应变率本构关系的霍普金森压杆系统[ZH], 2019-11-26, 中国,CN201910929978.9.
12. 王帅; 任瑞; 夏开文; 徐颖, 一种用于岩石切割机的样品夹具[ZH], 2019-09-06, 中国, CN201910503241.0.
13. 朱建波,周韬,一种用于测试完整试样和结构面动态剪切强度的方法,2019.11.19,中国发明专利,CN201710850983
14. 朱建波,李瑞,周韬,邓稀肥,彭琦,用于岩体应力波传播测试的霍普金森岩石杆装置,2020.06.12,中国发明专利,CN201920993287.0
15. 朱建波,任梦,周韬,邓稀肥,彭琦,一种二维平面波激发、传播和监测的测试系统,2020.06.12,中国发明专利,CN201920992655.X
16. 谢和平,高明忠,张国庆,陈领,朱建波,李存宝,钻孔护壁组件、钻孔护壁装置及钻孔护壁方法,2020.02.21,中国发明专利,CN201911194637.8
获奖情况:
1. “岩石动力性质测试标准化与破坏机理研究” 中国岩石力学与工程学会科学技术奖(自然科学类) 特等奖
2. “高碾压混凝土坝全寿命周期性能演变机理与安全控制关键技术” 中国大坝工程学会科技进步奖特等奖
3. 2019年度国际岩石力学与工程学会罗哈奖 Rocha medal Award proxime Accessit
4. 2018年度第三届国际岩石动力学大会(RocDyn-3)最佳论文奖
5. 2018年度第六届全国工程安全与防护学术会议优秀论文奖
6. TUST、Computer and Geotechnics、International of Geomechancis 等期刊杰出审稿专家
研究团队依托天津大学建筑工程学院岩石工程灾变及防护实验室,致力于动态破坏机理的研究与安全防护措施的探索,包括(1)岩石动态力学性质与本构关系;(2)岩体中应力波传播与衰减规律;(3)岩石动态破坏机理与数值模拟;(4)地震物理;(5)晶格弹簧数值方法在岩土工程中的应用;(6)流行元数值方法在岩土工程中的应用;(7)岩石动态实验方法;(8)岩石地下洞室稳定性分析;(9)隧道施工地质灾害机理等
课题组配备了国际一流的实验研究与分析检测设备,主要仪器设备有:(1)动态测试系统,可实现单向加载下脆性材料动态力学实验的自对芯SHPB动态加载系统,0 ~ 100 Mpa围压及轴压条件下动态测试的原位应力多功能地质材料动态测试系统,能够进行深部岩石动态压缩、拉伸试验、深部岩石动态I型断裂试验、深部岩石动态II型断裂试验和深部岩石剪切试验等。(2)伺服试验机:电液伺服岩石多功能试验机;1000 kN电液伺服岩石薄板双轴试验机。(3)损伤测试系统:包括具有超长扫描距离的Focus3D X330高速三维扫描仪,采用3D DIC数字相关技术的VIC-3D/2D系统,高拍摄速率达10 MHz的超高速摄像机和Nano Voxel 系统的X射线CT;(4)高精度应力分析仪 NBX-700(5)奥林巴斯超声波透射系统(6)3D打印机(7)多种商业计算软件和自主研发的软件等。
课题组将为研究生提供单独办公与实验位置,配备科研用电脑以及相应的配套科研设备,确保每位研究生都有充分软硬件科研保障。
岩石工程灾变及防护实验室
自对芯SHPB动态加载系统
1000kN电液伺服岩石双轴试验机
三维激光扫描仪
奥林巴斯超声波透射系统
X射线计算断层扫描系统
粉末三维打印机 Projet 660Pro
岩石静载试验机
天津大学研究生院招生办公室
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