谢和平

        谢和平,工程力学家,1956年1月出生于湖南双峰,1978年毕业于中国矿业大学,同年考取中国矿业大学北京研究生部研究生,1985年、1987年分获中国矿业大学硕士、博士学位,后留校工作。1993年10月被国务院学位委员会批准为博士研究生导师,2001年当选中国工程院院士。1993年2月至1997年11月任中国矿业大学副校长,1997年11月至1998年8月任原煤炭工业部科技教育司司长,1998年8月至2004年6月任中国矿业大学校长,2004年6月至今任四川大学校长。兼任国务院学位委员会学科评议组成员、第二届全国工程硕士专业学位教育指导委员会副主任委员、中国岩石力学与工程学会副理事长、中国煤炭学会副理事长、中国煤炭工业协会副会长,《力学学报》、《岩土工程学报》等10余种刊物编委。曾于1990年11月至1991年10月任美国犹他大学地球科学学院访问教授,1992年9月至1993年6月任英国南安普顿大学访问教授,1993年6月至7月任波兰西里西亚工业大学访问教授,1994年10月至12月任德国汉诺威大学访问教授。
        他长期从事岩石力学的理论与应用研究。上个世纪80年代在我国最早建立了裂隙岩体宏观损伤力学模型来研究其自然性状及导致灾害性事故发生的机理和过程,开拓了裂隙岩体损伤力学研究新领域,并应用于深部巷道大变形预测、蠕变分析及其相关的巷道支护设计等重要工程领域。1985年起他创造性地引入分形方法对裂隙岩体进行非连续变形、强度和断裂破坏的研究,形成了裂隙岩体非连续行为分形研究的新方向,并与损伤力学相结合在岩爆、地表沉陷、顶煤破碎块度控制等重要工程应用中获得成功,取得显著经济和社会效益,为岩体(宏观连续与非连续)力学与工程的发展作出了重大贡献。他的主要学术贡献包括以下几个方面。
        一、岩体损伤力学研究
        岩体为天然损伤体,其变形特征为大变形,常规方法难以准确描述和计算。上个世纪80年代他在国内首先提出了一个考虑裂隙岩体能量耗散和大变形的损伤因子,建立了岩石损伤断裂全过程的损伤演化方程和本构模型;提出了岩石蠕变非线性大变形损伤理论及有限元数值方法,成功预测了采动围岩的损伤大变形程度和蠕变稳定过程,从而广泛应用于岩层移动和巷道大变形预测等重要工程领域,取得了显著的经济效益。
        二、岩体力学的分形研究
        岩体工程中经常遇到断层、节理、破碎断裂、矿体块度控制等非连续行为,他在岩石损伤力学描述岩体整体宏观连续性行为基础上,创造性地引入分形方法对裂隙岩体的非连续行为进行研究,并在裂隙岩体工程中得到了应用。对岩体中的节理断层,他应用分形方法建立了节理构形模型,得到节理分维值与JRc(节理粗糙系数)的定量关系,对JRc进行了准确预测。同时利用分形方法系统研究了节理粗糙性对抗剪强度、剪切变形、应力集中程度以及接触性质的影响关系,为相关的节理岩体工程设计提供了理论依据。
        对矿山采动引起的岩体破坏断裂行为,他应用分形方法建立了岩石穿晶断裂、穿晶沿晶耦合断裂的分形模型,推导出岩石断裂破坏的临界扩展力,推广了Griffith准则并得到实验验证。针对岩石动态断裂行为,他建立了岩石动态裂纹扩展力学行为与细观结构关系的分形模型,从宏观上定量解释了岩石动态裂纹扩展速率实验值远低于理论值、裂纹分岔导致断裂韧性增加的物理机制,从全新角度分析了岩体动静态裂纹扩展规律和行为,为矿山采动引起的冲击地压、边坡失稳等重大工程灾害的科学预测与控制提供了理论基础。
        三、研究成果的工程应用
        1. 原煤炭部“九五”科技重点攻关项目“坚硬厚煤层综放开采关键技术研究”中顶煤块度控制是该项目的关键技术。他运用分形方法和能量耗散理论建立了顶煤破碎块度控制的数学力学模型,由此提出和设计一套“顶煤弱化预爆破技术方案”,保证了顶煤放落的块度要求,提高了回收率,使大同硬煤条件下放顶煤技术获得成功。该方案的实施使吨煤成本平均下降5.53元,1997~1999新增产值4.5亿元,新增利税1.09亿元,节支1854万元。
        2. 对富含断层和节理的非连续矿山岩体的开采沉陷问题,他首次应用分形方法得到了岩体断层滑移、沉陷量与节理空间分布、粗糙度的定量关系;提出用局部有限样本进行分形插值获得矿山深部断层表面形态的方法;研究了富含节理和断层的上覆岩体破坏和地表移动规律。波兰国家科委连续三年资助该成果在中国和波兰矿山的应用和深入研究,成果在河南鹤壁矿务局应用,取得了近千万元的直接经济效益。
        国际岩石力学学会邀请他撰写了英文专著Fractals in Rock Mechanics,作为国际岩石力学研究丛书第一卷,1993年由Balkema出版社出版,他是该丛书的唯一中国作者。他目前共出版中英文专著5部,发表论文150余篇,被SCI收录35篇、EI收录51篇,CSCD和csTPc引用346次。他作为第一完成人获得国家科技进步二等奖1项(2000年)、国家科技进步三等奖1项(1999年)、国家自然科学三等奖l项(1995年)、教育部中国高校自然科学奖一等奖(2001年)、教育部科技进步二等奖2项(1998、1996年)、教育部科技进步一等奖1项(1991年)、煤炭科技进步一等奖1项(1998年,独立获奖人)。
        他还获得多项荣誉称号,1990年被授予“煤炭系统优秀青年知识分子标兵”称号,1991年被国务院、国家教委授予“有突出贡献的中国博士”称号,1992年被评为“国家级有突出贡献的中青年专家”,同年获“中国青年科技奖”,1993年获首届“中国青年科学家奖(技术科学)”,为全国6名获奖者之一,并获“霍英东优秀青年教师奖(研究类)”,1994年成为首批国家教委“跨世纪优秀人才专项基金”资助的专家,1995年又成为首批“国家杰出青年科学基金”资助的专家,1996年进入国家七部委“百千万人才工程”第一、二层次,1997年成为江苏省“333跨世纪工程”第一层次培养对象,并被国家人事部、国家教委授予“优秀留学回国人员”称号,2001年获孙越崎能源大奖,2002年成为国家“973”项目(2002CB412700)首席科学家,2003年成为国家自然科学基金委创新研究群体(50221402)首席科学家。他共培养了博士后7人,毕业博士10人、硕士6人,实现了既出成果又出人才的双重目标。

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