赵剑明 中国水利水电科学研究院岩土工程研究所
 

    1、基本情况

    姓   名:赵剑明     性   别:男    出生年月:1970.3    党  派:中共党员
    单   位:中国水利水电科学研究院岩土工程研究所      
    学   历:博士     职   称:教授级高工      职   务:所副总工 
    专   业:岩土工程    研究方向:土工抗震
    兼   职:中国振动工程学会土动力学专业委员会委员
             中国水力发电学会抗震防灾专业委员会委员
             中国水利学会面板坝专业委员会委员
             《世界地震工程》编委

    2、学习及工作经历

    1987.9-1991.7  天津大学水利工程系,水工结构专业,获工学学士学位。
    1991.9-1994.2  天津大学水利工程系,岩土工程专业,获工学硕士学位。
    1994.2-1997.7  天津大学力学工程系,结构/岩土工程专业,获工学博士学位。
    1997.7-1999.12 中国水利水电科学研究院博士后流动站岩土工程专业,做博士后研究。
    1999.12- 至今  中国水利水电科学研究院岩土所,历任高级工程师、教授级高工、岩土所副总工程师。

    3、工作业绩及主要成就

    主要从事岩土工程、水利工程、土工抗震以及土动力学理论与数值分析方面的研究。近年来,承担科研项目50余项。其中,国家及部委重点项目10余项,重大工程项目40余项。获省部级和院科技奖励8项。参加编写国家和行业规范3部;出版学术专著1部;完成译著1部;在学术刊物和重要学术会议上发表论文50余篇,多篇被EI收录。

    依托国家级项目,结合工程问题,建立了水科院土石坝三维真非线性有效应力动力分析及抗震安全评价方法。在土的动力非线性本构模型、孔压的扩散和消散、三维真非线性有效应力动力分析方法、接触面模拟、液化判别、残余变形计算、动力稳定性分析、安全评价理论及方法等方面取得了创新性成果。成果总体达到国际先进水平,部分达到国际领先水平,成果已应用到数十个工程中,并被省部专业主管部门决策采纳,获得了显著经济和社会效益,相关成果在正在修编的抗震规范和抗震手册中得到了体现,进一步巩固和树立了水科院在土工抗震方面的理论特色和技术优势。具体包括:

    (1)建立了中国水科院三维真非线性动力本构模型(粘弹塑性模型)。这种真非线性模型克服了等效线性粘弹性模型的缺点,可以直接计算残余变形,得到的动力响应能够更好地接近实际情况。模型不仅在理论上有创新,而且工程实用性强,为土石坝及地基的地震反应分析提供了先进、可靠、实用的动力本构模型。水科院真非线性模型已逐渐成为业界有影响力的动力模型。

    (2)基于结点等价流量的概念,结合Biot固结理论,建立了更为合理的振动孔隙水压力计算方法。该方法不仅考虑了孔隙水压力的产生、积累、增长过程,而且考虑了孔隙水压力的消散和扩散,从而提高了坝体及地基中孔隙水压力计算的合理性及相应有效应力分析的可靠性;而且在此基础上可以进行坝体及地基的液化可能性分析,从而为液化判别提供了一种有效途径。

    (3)建立了基于应变势概念的中国水科院残余变形计算方法。残余变形中同时考虑了残余体应变和残余剪应变,为土石坝抗震分析提供了可靠的坝体及地基地震残余变形的计算方法。所建立的残余变形计算方法在“5.12”汶川大地震紫坪铺大坝震害中得到了验证。

    (4)建立了坝坡抗震稳定性分析的动力时程线法和动力等效值法。建立的坝坡稳定分析的动力法克服了传统拟静力法的局限性,能够得到地震过程中坝坡抗滑稳定安全系数随时间的动态变化过程,可综合评判坝坡的抗震稳定性。

    (5)建立了中国水科院三维真非线性有效应力地震反应分析方法和抗震安全评价方法。并自主开发了相应的计算程序SKERD,为土工抗震设计提供了可靠的技术支持。

    (6)结合当前高坝抗震新需求,提出了高土石坝极限抗震能力的分析方法,为重大土石坝工程的防震抗震研究设计提供了技术支持。

    (7)依托水利部“948”技术创新项目,和陈祖煜院士一起,开发了应用振动液化开启淤堵水工闸门的新技术,并成功研制了自振式闸门,被列为科技部农业科技成果转化项目。

    4、学术思想、研究团队建设、学科发展思路等

    学术思想:土工抗震涉及土力学、水利工程、工程抗震、地震工程等多个学科,是一门交叉性很强的学科,同时又是工程实践紧密相连的学科,必须坚持理论创新与工程应用并重。在土石坝抗震研究思路上,应采用试验研究与数值分析相结合的方法,并重视现场获得的土石坝动力特性和地震反应及震害资料,以室内试验、现场测试和数值分析等为手段,以震害资料、坝料动力特性及多耦合非线性动力分析理论与方法研究为基础,以地震灾害机理研究为中心,以抗震安全性评价理论及防灾对策研究为重点和目标,以重大工程为依托进行研究工作,做到“抓住关键、明确目标、突出重点”,工程措施与理论计算并重、变形分析与比稳定分析并重。

    研究团队建设:土工抗震研究涉及到多个学科,也包括理论研究、计算分析、试验研究、现场测试等,需要不同专长的研究人员合作进行。因此,一直倡导合作和团队精神,强调计算与试验的紧密配合、理论创新与工程经验的相互促进,形成了一个经验丰富、团结协作、老-中-青相结合的研究团队,并根据需要进行不断的整合、充实和加强。

    学科发展思路:当前对土工抗震学科来说,是机遇与挑战并存。一方面是难得的机遇,中国是个多地震国家,强震活动频繁、震害严重,尤其是汶川大地震后,加强抗震研究、确保抗震安全的需求日益提高、投入显著加大。随着国家经济建设需要和水电工程的快速发展,强震区高土石坝的建设越来越多,高土石坝抗震设计和安全性成为目前高度关注的焦点。另一方面,由于地震问题的不确定和复杂性、岩土问题的复杂性以及抗震安全的更高要求,也面临更多的挑战。为此,努力目标就是要抓住机遇,应对挑战。针对抗震防灾,结合国家需求,围绕水科院“建成世界一流的水利水电科学研究院 ”的发展目标,力争使土动学科和土工抗震的学术水平再上新台阶;瞄准工程需求,与时俱进,开拓市场,力争使岩土工程抗震的工程服务水平再上新台阶。以国家级科研项目、重大工程、国际合作等为依托平台,近期充分利用紫坪铺震害资料,力求在地震动输入、本构关系及震害机理、地震变形及控制和安全评价、抗震减灾技术等方面取得突破,发挥水科院的振动台、离心机等大型设备优势,发展物理模拟与数值模拟联合验证技术,保持水科院在土工抗震领域的优势和地位,并要瞄准世界前沿,进行提升和强化;力争使土工抗震成为科研业务的新的增长点。

    5、科研及成才感悟

    科学是人对外部世界的认识和运用,既无止境,又无虚假。科研创新离不开实事求是和锲而不舍的精神,也必须坚持理论创新与工程实践相结合。每一次进步和成功除了个人的努力,都离不开前人的启蒙、外部的支持和团队的合作。人生实践中,踏踏实实做人,勤勤恳恳做事。

紫坪铺大坝震害评估

水利水电工程考察


 
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