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岩石破裂与失稳研究所(CRISR)简介

在采矿等工程领域,冒顶片帮、岩爆、突水、煤与瓦斯突出等矿山动力灾害的发生都与岩石的损伤破裂与失稳密切相关,这些岩石工程动力灾害发生机理、预测预警及防控,也越来越需要人们加深对岩石破裂过程及其失稳机制的理解。东北大学岩石破裂与失稳研究所的前身是1995年由唐春安教授发起成立的岩石破裂与失稳研究中心(Center for Rock Instability and Seismicity Research,简称CRISR),其宗旨就是研究探索岩石乃至其它脆性材料的变形破裂特性及由此诱发的失稳破坏现象,为采矿工程设计、灾害预测、预警及防控提供更加可靠的理论依据与技术支撑,并结合工程现场实际,提出有效的灾害防控技术。

CRISR团队成员共计18人,其中包括教授5人:朱万成、杨天鸿、徐涛、李连崇、于庆磊;副教授3人:魏晨慧、刘洪磊、刘溪鸽;讲师3人:张鹏海、牛雷雷、关凯;实验师2名:侯晨、邓文学;科研助理5人:张金迪、何蓉花、邓君平、刘明、高楠。在读的博士和硕士研究生100余人。团队成员年富力强,包括:国家杰出青年科学基金获得者/教育部“长江学者”奖励计划特聘教授/国家“万人计划”科技创新领军人才1名,新世纪百千万人才工程国家级人选2人,中国青年科技奖获得者1人,教育部新世纪优秀人才2人,2人享受国务院特殊津贴。

研究方向简介

围绕着“岩石损伤与破裂机理及失稳控制技术”这一学术主题,以矿山安全高效开采为目标,紧扣“岩石损伤与破裂过程”这一科学问题,考虑岩体结构特征和深部“三高一扰动”(高地应力、高渗透压力、高地温、开采扰动)赋存环境(这里统称为致灾环境)的影响,开展采矿岩石力学的应用基础研究、创新技术开发和工程应用。研究所以“岩体损伤”为主线,提出了岩石类介质参数及损伤的表征方法,构建了“三高一扰动”条件下岩石损伤与破裂的本构关系,并发展了数值模拟方法,通过实验和数值模拟研究,揭示了“三高一扰动”下岩石的损伤与破裂过程及其致灾机理,建立了现场监测数据与损伤力学模拟相结合的致灾过程分析方法,研发了金属矿山灾害风险监测预警云平台,在依托矿山实现了矿山灾害预测预警,相关成果在河钢石人沟铁矿、济钢张马屯铁矿、山东黄金新城金矿、鞍钢齐大山铁矿等矿山得以应用,用于指导现场实践,通过现场技术措施的实施,防控了矿山动力灾害的发生,取得了显著的经济和社会效益。

crisr_research.jpgCRISR的研究方向及研究目标

研究所主要设置以下六个研究方向:(1)岩体参数及损伤的数值表征方法;(2)岩体流固耦合理论与突水灾害防控;(3)多场耦合作用下煤岩损伤演化时效机理;(4)动态扰动触发岩石破裂的多应变率效应;(5)露天边坡工程灾害防治与优化设计;(6)矿山灾害预警防控的理论技术与云平台。

研究成果

团队成员近五年承担各类科研项目100余项,其中国家杰出青年科学基金项目1项、科技部重点研发项目课题3项、973课题2项、科技部国际合作计划项目1项、国家自然科学基金联合基金重点项目3项、国家自然科学基金优秀青年科学基金1项,以及其他国家自然科学基金项目30余项;出版学术专著和规划教材10余部,发表学术论文500余篇,其中SCI收录论文300余篇,EI收录400余篇。获得国家科技进步奖二等奖1项(2004年),获省部级二等以上奖励30余项,获发明专利/计算机软件著作权等40余项;获得国家级教学成果二等奖1项、省级教学成果奖一等奖2项;2012年和2013年分别承办了中国科协第247次和268次青年科学家论坛,2014年承办了第12届全国岩石破碎工程学术大会;2017年承办第十四届全国青年岩石力学与工程学术大会,2018年承办IJRMMS主编论坛暨岩石力学英文论文写作交流会,2019年开办了主题为“Rock Mechanics for Future”的东北大学研究生国际暑期学校,2020年承办了第二届 IJRMMS 主编与作者论坛暨岩石力学-工程地质学术交叉前沿讲座;每年参加国际学术会议10余人次、国内学术会议30余人次;发起并主办了东北大学岩石力学前沿论坛,每年邀请国际知名学者讲学30余人;团队与澳大利亚西澳大学、美国宾州州立大学、韩国首尔国立大学、法国斯特拉斯堡大学、德国弗莱贝格工业大学建立了稳定长期的合作关系,开展了包括合作研究、人员互访、学术交流、研究生联合培养、联合申请国际合作项目等科研学术合作。