2019國家自然科學(xué)獎(jiǎng)提名項(xiàng)目公示

1、2019年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)提名項(xiàng)目公示年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)提名項(xiàng)目公示項(xiàng)目名稱涉水邊坡穩(wěn)定性分析及區(qū)域滑坡敏感性測(cè)評(píng)的整體方法提名單位中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)提名意見：針對(duì)降雨和庫水位變動(dòng)引起的邊坡（高壩）穩(wěn)定性分析、區(qū)域內(nèi)的滑坡敏感性測(cè)評(píng)展開研究，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：1.建立了邊坡地下水滲流的Signni型變分不等式模型。該模型消除了出滲點(diǎn)的奇異性，非線性弱于其他變分不等式，其適定性已被澳大利亞等國的數(shù)學(xué)家所論證，并已在水利、堤防和港口建設(shè)中

2、取得應(yīng)用。2.發(fā)現(xiàn)并證明了適用于巖土類材料的PhiNu不等式，已在邊坡穩(wěn)定性分析中取得了廣泛應(yīng)用，并被一些大型商用軟件（如Abaqus）所采納。3.提出了邊坡穩(wěn)定性分析的整體方法，實(shí)現(xiàn)了三維穩(wěn)定性分析的嚴(yán)格極限平衡法，解決了解的不收斂問題。基于Logistic回歸分析，揭示了年概率暴雨條件下滑坡發(fā)生概率的空間分布特征，據(jù)此可對(duì)區(qū)域內(nèi)的滑坡敏感性做出測(cè)評(píng)。研究始于1996年香港政府RGC項(xiàng)目：自然邊坡失穩(wěn)與泥石流機(jī)制；2002年研究領(lǐng)域擴(kuò)

3、展至三峽庫區(qū)邊坡和高壩穩(wěn)定性分析，并陸續(xù)獲得了包括國家杰出青年基金在內(nèi)的多個(gè)自然科學(xué)基金和部門基金的資助。八篇代表性論文SCI嚴(yán)格他引984次，其中一篇獲2015年Elsevier最佳論文獎(jiǎng)；相關(guān)論文81篇，SCI嚴(yán)格他引2830次，其中一篇中文期刊論文CNKI嚴(yán)格他引744次。部分成果于2008年獲中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)首個(gè)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。提名該項(xiàng)目為國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。部分成果于2011年獲國際計(jì)算巖土力學(xué)學(xué)會(huì)（IACMAG）“E

4、xcellentContributionsAward”，2008年獲中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)首個(gè)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)1.重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)1）建立了邊坡地下滲流場(chǎng)的）建立了邊坡地下滲流場(chǎng)的Signini型變分不等式提法【學(xué)科代碼：型變分不等式提法【學(xué)科代碼：50615】既然水是誘發(fā)滑坡的最重要因素，就要求對(duì)坡內(nèi)的地下滲流場(chǎng)有準(zhǔn)確的把握。邊坡內(nèi)的滲流一般屬于有自由面的無壓滲流，自由面的位置是未知的。傳統(tǒng)的數(shù)值求解方

5、法先假定自由面的位置，然后布置網(wǎng)格并解得相應(yīng)的滲流場(chǎng)，最后再校核該滲流場(chǎng)是否滿足自由面邊界條件；若不滿足，則調(diào)整自由面至新的位置并重新生成網(wǎng)格。這一過程通常被稱為網(wǎng)格自適應(yīng)法。應(yīng)用表明該方法不僅效率低、精度差，而且對(duì)于滲透特性相差較大的邊坡，即便對(duì)于經(jīng)驗(yàn)非常豐富的分析者，也難以取得收斂的結(jié)果。為了解決上述問題，數(shù)學(xué)家也付出了艱辛的努力，試圖在固定網(wǎng)格上求得滲流場(chǎng)和自由面。因此，無壓滲流問題也是微分方程自由邊值問題研究的重要課題，變分不等

6、式方法是解決自由邊值問題的重要的方法。以JTOden為代表的數(shù)學(xué)家所建立的無壓滲流問題的變分不等式具有強(qiáng)烈的非線性，出滲點(diǎn)是其中的一個(gè)奇異點(diǎn)，無法被精確定位；基于這些變分不等式的有限元法具有強(qiáng)烈的網(wǎng)格依賴性，因此極少被應(yīng)用于工程問題的求解。在此期間，一些工程數(shù)值分析專家，如KJBathe和CSDesai等，基于物理直覺建議了利用固定網(wǎng)格來求解無壓滲流問題的有限元法。但這些方法在理論上不夠嚴(yán)密，也無法精確定位出滲點(diǎn)，還同樣存在網(wǎng)格依賴性。