岩土工程数值试验室-湖北工学院

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1、学科建设立项报告（样稿）岩土工程灾害数值试验研究中心湖北工学院二○○七年元月目录一、试验室建设目的和意义1二、开展的主要数值试验与研究范围2三、试验室人员构成2四、试验室面向对象6五、数值试验中心的软件系统及特色6六、试验室建设方案与预算8七、试验室运行预期成果及效益分析9附件一：RFPA系统介绍10附件二：以RFPA软件支持成立的数值实验室或RFPA授权使用单位31岩土工程灾害数值试验中心立项报告一、试验室建设目的和意义建立数值试验中心的目的主要有：1．提高本科生、研究生的教学水平；2．提升研究生、博士生、青年教师的科研能力；3．提高科研和工程技术服务水平，提升科技服务的社会竞争力。数值试验

2、是利用数值计算方法研究力学的各种问题，它不仅可以通过数值计算方法再现已知的现象，加深对实际试验中观测到的已知现象的解释，而且更注重于通过数值计算方法对一些由于经费、时间、难度等因素的制约而难以实施试验室实际再现的未知现象进行虚拟显现，更强调运用数值试验的结果加深对未知现象的探索。建立数值试验中心,一方面可以改进实验教学。通过用数值计算方法再现一些在材料实验或岩土工程中观察到的破坏现象（如应力-应变曲线、裂纹扩展过程、破坏模式、边坡和地下工程失稳模式和过程、瓦斯突出的发展变化过程等等）。这种试验既保留了物理实验直观性的优点，又克服了物理实验观测难、分析难、重复难、费用高、周期长的弊病，还能够得到

3、许多在实际试验室中观察不到的重要信息，如破裂过程中的应力场等。通过数值试验，还可以得到实验室无法真实再现的试验现象，诸如冲击地压、岩爆、矿震、突水、含瓦斯煤岩突出等岩土工程灾害现象，因为这些现象通常都涉及尺度更大的岩体和岩体结构，通过普通实验室小型试样加载实验往往难以理解。特别是含瓦斯煤岩突出、瓦斯爆炸等许多矿山动力灾害现象，很难通过实验室实验演示。目前，我国自主开发的RFPA系统（RealisticFailureProcessAnalysis）可完全实现上述目标（见附件：RFPA系统介绍）。显然，数值试验易于加深对试验过程和试验结果的正确理解和解释，最终达到增强教学效果的目的。另一方面，可以

4、进行科学研究与探索。通过数值试验，可以对材料、工程结构的破坏和岩土工程灾害发生的机制进行系统的研究和探索，为材料的力学性能或岩土工程稳定性设计提供理论依据。如利用数值试验可研究试验加载方式的影响、试验边界条件的影响、试样几何性状的影响、试验中材料性质的非均匀性的影响、复杂试样/工程的应力分析和破坏过程分析等。目前，先进的数值试验系统的功能可以达到：“只有想不到”的概化模型，“没有做不到”的数值分析。先进的数值试验系统将是进行科学研究工作的一种强有力的工具和手段，是提升研究生、博士生的科研能力，提高科研和工程技术服务水平，提升科技服务的社会竞争力的又一途径。—28—第三，从东北大学、大连大学和其

5、它有关数值试验中心的发展情况看,数值试验中心是出高水平成果的阵地。为了完成学校近期发展规划，我们需要加强科研技术力量。近年来，在学校领导的大力支持下，我院引进了很多不同类型的高层次人才，尤其以岩土工程数值分析方向的博士为多。数值试验技术的引进，将为高层次人才的引进及其能力的发挥建立平台，为稳定队伍、发挥作用、早出成果创造更有利的条件。由此可见，建立数值试验中心不论对教学，对科研，还是对学院的发展均非常有益，也非常必要。数值试验中心的建立将具有十分重要的现实意义。二、开展的主要数值试验与研究范围目前，岩土工程灾害数值试验中心拟开展的试验与研究范围如下:①岩土工程材料的变形破坏。包括岩土试件、煤体

6、试件、混凝土、钢筋混凝土、复合材料、工程结构等的加载变形破坏、声发射；②采矿诱发的岩体变形破坏。包括地表沉陷、岩层移动、地裂缝、山体开裂；③地下工程的变形破坏。包括井筒/立井/巷道/隧道的变形破坏、顶板冒落、底板突水；④边坡的变形破坏。包括岸坡的稳定、边坡路坡的失稳与疲劳破坏；⑤岩土工程动态力学行为，包括地下工程/边坡工程/基坑工程的开挖与支护，地基工程；⑥环境岩土工程及其灾害防治。主要包括抽水引起的地面沉陷/地下建（构）筑物的破坏，工程施工诱发的地质环境变化、诱发地震、区域稳定、现代构造应力；⑦爆炸力学与工程灾害防治；⑧煤岩动力灾害（煤岩体瓦斯突出）与防治。三、试验室人员构成数值试验中心人员

7、将由一批高层次人才构成，目前的构成见下表。我院研究决定，由？？？任该试验室首届常务主任。今后，将不断引进（调入、聘请、作为开放式工作站形式引进）合适的高水平人才，扩充和完善试验室人员研究工作结构。逐步把该试验室建成一个高效高水准的学术工作站。现有主要人员的详细情况如下：—28—数值试验中心人员及主要研究方向序号姓名学历、职务主要研究方向123456789101112签名四、试验室面向对象数值试验中