2019國家自然科學獎提名項目公示

1、2019年度國家自然科學獎提名項目公示年度國家自然科學獎提名項目公示項目名稱涉水邊坡穩(wěn)定性分析及區(qū)域滑坡敏感性測評的整體方法提名單位中國巖石力學與工程學會提名意見：針對降雨和庫水位變動引起的邊坡（高壩）穩(wěn)定性分析、區(qū)域內的滑坡敏感性測評展開研究，主要創(chuàng)新點如下：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學家所論證，并已在水利、堤防和港口建設中

2、取得應用。2.發(fā)現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，實現了三維穩(wěn)定性分析的嚴格極限平衡法，解決了解的不收斂問題?；贚ogistic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，據此可對區(qū)域內的滑坡敏感性做出測評。研究始于1996年香港政府RGC項目：自然邊坡失穩(wěn)與泥石流機制；2002年研究領域擴

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的多個自然科學基金和部門基金的資助。八篇代表性論文SCI嚴格他引984次，其中一篇獲2015年Elsevier最佳論文獎；相關論文81篇，SCI嚴格他引2830次，其中一篇中文期刊論文CNKI嚴格他引744次。部分成果于2008年獲中國巖石力學與工程學會首個自然科學一等獎。提名該項目為國家自然科學獎二等獎。部分成果于2011年獲國際計算巖土力學學會（IACMAG）“E

4、xcellentContributionsAward”，2008年獲中國巖石力學與工程學會首個自然科學一等獎。重要科學發(fā)現重要科學發(fā)現1.重要科學發(fā)現重要科學發(fā)現1）建立了邊坡地下滲流場的）建立了邊坡地下滲流場的Signini型變分不等式提法【學科代碼：型變分不等式提法【學科代碼：50615】既然水是誘發(fā)滑坡的最重要因素，就要求對坡內的地下滲流場有準確的把握。邊坡內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。傳統的數值求解方

5、法先假定自由面的位置，然后布置網格并解得相應的滲流場，最后再校核該滲流場是否滿足自由面邊界條件；若不滿足，則調整自由面至新的位置并重新生成網格。這一過程通常被稱為網格自適應法。應用表明該方法不僅效率低、精度差，而且對于滲透特性相差較大的邊坡，即便對于經驗非常豐富的分析者，也難以取得收斂的結果。為了解決上述問題，數學家也付出了艱辛的努力，試圖在固定網格上求得滲流場和自由面。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為代表的數學家所建立的無壓滲流問題的變分不等式具有強烈的非線性，出滲點是其中的一個奇異點，無法被精確定位；基于這些變分不等式的有限元法具有強烈的網格依賴性，因此極少被應用于工程問題的求解。在此期間，一些工程數值分析專家，如KJBathe和CSDesai等，基于物理直覺建議了利用固定網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密，也無法精確定位出滲點，還同樣存在網格依賴性。