2014年3月25日下午,郑颖人院士受邀于重庆大学建工馆二楼第一报告厅作题为《隧道设计计算方法与地铁车站设计》的学术报告,本报告由土木工程学院院长刘汉龙教授主持。
郑院士共讲述了8个方面。材料受力方面,郑院士认为材料受力经过弹性、塑性、破坏3个阶段,并通过与金属材料对比分析后,提出了岩土设计的基本原则,即使材料进入塑性同时具有一定的安全储备。有限元极限分析方面,郑院士对比了传统极限分析法、数值解法与有限元极限分析法:传统方法虽然能够计算出安全系数,但由于必须事先知道滑动面而适用范围受限;数值解法适用范围广泛,但不能计算出安全系数;有限元极限分析法结合了前两者的优点,并有实验证明该方法与传统方法计算产生的误差在工程允许的3%范围以内,是值得推广的方法。隧洞破坏机理方面,郑院士谈论了传统深、浅埋隧洞破坏机理与现代隧洞破坏机理。不同埋深隧洞破坏过程方面,郑院士研究了埋深为3米、9米、10米、18米、30米等不同埋深的矩形洞室和9米、30米埋深的拱形洞室,得到了普氏压力拱理论存在的3个主要问题。
设计理念方面,郑院士提出了5个新理念:改变不重视初衬的理念,保证初衬安全系数以减少施工事故;按照隧洞实际受力状况确定设计模型;设计须符合现代支护原理,充分发挥围岩自承作用;改变二衬主要承压理念,使初衬承受主要荷载;计算时采用合理的分析方法、强度参数、结构形式等。国内外设计方面,郑院士指出当前国内采用两种规范,差异较大,对二衬厚度的确定也主要是依据经验而缺乏理论的支撑。衬砌隧洞设计方面,郑院士把初衬视作弹塑性加固圈计算,而二衬则作弹性杆件计算。工程算例方面,郑院士以青岛地铁车站为例,对Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ级围岩分别提出了5、4、2种计算方案,分析对比后,确定了各级围岩应采用的方案。
刘院长总结时勉励师生们学习郑院士耄耋之年仍在科学道路上不断创新进取的精神,并鼓励学生们进行发散思维,将郑院士提出的有限元极限分析法推广应用到抗震液化、基坑等其他领域。最后在师生们热烈的掌声中,历时两个多小时的学术报告圆满结束。
个人简介
郑颖人,解放军后勤工程学院教授,博士生导师,中国工程院院士。岩土工程与地下工程、地质灾害防治工程专家。曾任中国岩石力学与工程学会常务理事,中国土木工程学会隧道及地下工程分会常务理事,中国土木工程学会防护工程分会常务理事,中国力学学会岩石力学委员会副主任等。长期从事岩土工程的教学和研究工作,先后在军事地下工程与边坡工程的稳定性分析、地下工程围岩力学、岩土塑性力学、岩土极限分析方法、区域性土的研究等领域取得了丰硕的成果。发表论文500余篇,被广为引用,两篇论文入选全国最有影响的百篇论文。主要著作有《地下工程围岩稳定性分析》、《广义塑性力学—岩土塑性力学原理》、《边坡与滑坡工程治理》、《岩土塑性力学》、《有限元极限分析方法在边坡中的应用》、《地下工程稳定性分析与设计理论》等12部著作。其中一部著作曾获中国政府出版奖提名奖和三个一百原创科技图书奖各一项,另一部著作获水利部优秀科技图书一等奖。提出了地下工程弹塑性围岩压力计算的解析解以及围岩安全系数的计算方法;解决了地下工程设计计算中的难题;建立了广义塑性理论;发展了数值极限分析方法,推动了岩土力学的发展。在分离式地下油罐计算方法、崇明机场软基处理、地质灾害防治和埋入式抗滑桩的设计计算等方面取得了重要科研成果,为军队和地方解决了一系列技术难题。获国家科技进步二等奖与三等奖各一项,军队及部委级科技进步一、二等奖十项,获全国科学技术大会奖,国土资源部全国地质灾害防治科技进步特别贡献奖。三次被评为全军优秀教师,被评为全国科学大会先进个人,被总后勤部授予“科学技术一代名师”称号,2001年当选为中国工程院院士,2007年获“重庆直辖十年建设功臣”,2009获“新中国成立60周年重庆杰出贡献英模”。