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卢应发

作者:    发布:2018-11-02 11:43    点击量:

 

卢应发:法国里尔科技大学博士,法国国立路桥大学博士后,研究生毕业于中科院武汉岩土所,大学毕业于西安交通大学。现任湖北省楚天学者,博士生导师,湖北省有突出贡献的中青年专家政府津贴获得者,二级教授。发表论文100多篇,两大检索(SCIEI)论文60多篇,省部级二等及以上奖励四项,专利19项,其中申请国际发明专利4项。

2005年以来,主持包括国家自然科学基金重大项目和面上项目、科技部国家科技支撑计划重点项目、国防科工委基金项目、教育部科学技术研究重点项目、湖北省自然科学基金重点项目、湖北省国际交流基金、留学回国人员基金、国土资源部基金等纵向项目十余项。

获省部级奖4项:

12010J-230-1-037-027-R01,岩土体与水相互作用理论及工程应用,2010年湖北省科技进步奖一等奖;鄂政发(201073号,排名第一。

22010J-230-1-037-021-R03,复杂环境下水电工程边坡渐近破坏机制与稳定控制技术,2010年湖北省科技进步奖一等奖;鄂政发(201053号,排名第三。

32008-096高坝坝基及边坡稳定性分析中关键问题的研究,2009年教育部自然科学二等奖1项,排名第四。

42012J-245-2-075-048-R05 极端冰雪与地质灾害防治研究,2012年湖北省科技进步奖二等奖;排名第五。

学术成就:

一:岩土力学方面

(1)研究了真假三轴试件特点,提出了一种基于三轴试验的应力应变全过程材料参数测定方法;揭示了损伤地质材料屈服应力和峰值应力空间随损伤的演化特征,并提出了表达式;发现了一个循环加卸载所曲线包围的面积不完全是能量耗散的标志,它是能量储存、转化和耗散的表征,循环模拟不考虑其残余应力的影响是不适宜的等。

(2)基于单元特征,创建了一种新的等效刚度矩阵求解方法,现行体积平均法、自洽法等是该方法的特例。同时对几种宏观有效刚度矩阵的计算结果进行了对比分析,证明了Hashin Strikeman提出的上、下定理不正确;证明了基于能量原理的自洽法有限元的位移计算结果为最大值。

(3)建立了一种新的持水特征曲线方程,分析了非饱和持水特征曲线与渗流之间的关系,为非饱和持水特征确定过程中,决定非饱和渗流特征提供了试验及理论基础。

4)在现行岩土体的力学特性被划分为两种形式(型和型)基础上,提出了岩土体力学行为可以划分为型、型和型三种形式,其中型由试验控制原因引起,型具有明显的峰值应力,而型现行试验难以确定其峰值应力;另外,由于峰值应力随围压变化而变化,进而提出了当围压使岩土体力学行为从型变为型时的过度状态围压(注:此时的岩土体力学行为近似于理想弹塑性模型)称为临界围压,这个围压可以作为高地应力的判别标准。

5)首次从理论和试验揭示了Biot系数在不同方向的演化规律:从理论上证明了Biot系数在不同方向的演化规律。在试验研究上,基于水压力卸载对试件刚度影响较小,提出了几种各向异性Biot系数的试验测量方法,并给出了相应的理论表达形式及计算方法。同时分析了水压力注射及非排水试验时,轴向和径向Biot系数变不相同,轴向Biot系数由初始值向1进行演化,径向Biot系数由初始值向初始孔隙率加以演化的观点。

6)研究了试验机的基本特征,获得了试验机必须具备的特点以及对岩土体基本力学特性的影响:提出了试验机与岩土体联合体分析方法,试验机必须具备足够的刚度,且试验机的能量释放对岩土体的力学行为具有一定的影响,特别是对岩土体破坏后区力学应为影响较大,同时提出了能量释放率作为判定试验机好坏的标准。

7)建立了一种全新的本构模型,该本构模型不仅可以描述岩土体地质材料型力学行为,也可以描述型力学行为,同时也提出了几种相关力学参数的实验标定方法,并建立了临界状态应变方程,研究了临界状态应力的力学特性。现行的理想弹塑性模型、弹脆性模型、弹塑性软化模型、硬化模型和邓肯--张模型等均是该模型的特例。

二:边坡工程

(1)发现了沿滑面不同应力分布特征,提出了沿滑面的分区划分方法:稳定区、欠稳定区、临界状态和不稳定区,亦即沿滑面可以划分为:驱动区和阻滑区;并提出了临界状态的基本特征。

(2)提出了推移式、牵引式和混合式滑坡的破坏机理、类型及控制标准。

(3)为了描述滑坡局部破坏、扩展、连通等过程,建立了点、面和体时空多参量稳定性描述方法(如:破坏应力率、破坏面积比、摩阻力变化系数、主推力稳定性系数等),描述滑坡在不同时间和空间的变化状态,并定义了主滑方向。

(4)在传统强度折减法的基础上,提出了部分强度折减法,并对破坏区的不可逆变形进行了矢量分析,建立了单元(或条块)的位移关系,发展了现行条分法。

(5)观察到沿滑面临界状态随变形的变化而变化,建立了临界状态动态移动滑坡预测预警法,并提出了滑坡监测时间与位移曲线的几种类型。

(6)发现了沿滑面在破坏区存在应力和应变不连续的现象,提出了滑坡数值分析的滑面边界法,使滑坡数值分析与边界条件紧密相关(即:一种边界条件对应一个解),该方法可以解释沿滑面破坏后区对应的滑体存在大面积破坏的现象。

(7)发现边坡由于临空的存在,其主应力方向发生改变,建立了边坡渐进破坏潜在滑动面决定法---破坏角转动法。

(8)基于本人建立的边坡渐进破坏理论,提出了边坡防护工程设计方法:刚性支护、柔性支护和刚柔性支护方法,并对抗滑力的取值提出了合理的方法。

 三:数值分析

 提出了一种全新的数值分析方法,该方法可以解决不连续应力、渗流和温度问题。

1广义应力理论解:提出了一种广泛适用计算材料应力理论解的方法,该方法在假设材料应力满足平衡和边界条件下,可以较准确计算材料的应力分布。这种方法对大坝、桥梁、边坡、路基、房屋、隧道、夹杂、飞行器、边界单元法等各种物体的静态和动态加卸载应力分布及破坏过程研究具有推动作用。

2 渗流场和温度场解:建立了一种基于渗流(或温度)边界和满足运动微分方程的渗流(或温度)理论解。该方法的提出将对大坝、边坡、路基、隧道、巷道、涵洞等各种营建构筑物和自然体的渗流(或温度)运动研究和应用具有推动作用。

    四:基桩分析

1)分析了岩土体与基桩的力学特性,提出了桩土相互作用新机理:在均质岩土体地层中,当基桩桩顶承受一定荷载时,沿着桩身周边可划分为:稳定区(弹性区)、欠稳定区(弹塑性区)和破坏区(破坏后区);随着桩顶荷载的增加,破坏区、峰值应力区、欠稳定区和稳定区逐渐向桩端移动;对于非均质地质体,其区域的划分更加复杂,在破坏区可能存在弹性区,在弹性区可能存在破坏区,但划分的原理与均质岩土体地层一致;将基桩的P~S关系曲线划分为四种形式;提出了基桩与土和桩端荷载与位移本构方程;建立了基桩分析的力法和位移法。

2发明了两种桩型:等截面变强度和等强度变截面线性桩。

3)提出了基桩设计优化准则。