報告題目：非飽和土的水分遷移和凍脹機制

報 告 人：李旭 教授、博導

報告時間：12月6日09:30-11:00

報告地點：明志樓A536

報告人簡介：

李旭，北京交通大學巖土系教授，國家“萬人計劃”青年拔尖人才；首屆“黃文熙-陳宗基”巖土力學青年獎和第十五屆“茅以升土力學及巖土工程青年獎”獲得者。主要從事寒區巖土工程災害防治及隧道掘進機智能化等方面的科研工作。主持國家重點研發計劃項目1項和國家自然科學基金等其它項目30余項。出版學術專著3部、教材2本，發表論文150余篇（其中近五年SCI為63篇）、論著被引用4000余次。獲省部級自然科學一等獎3項（排序1、2、3各一項）。成果已應用于青藏公路、哈大高鐵、引綽濟遼等重大戰略工程，取得顯著的工程和社會效益。目前擔任國際土力學學會凍土力學專委會和人工智能及大數據分析專委會的通訊委員，中國地理學會凍土與寒區工程專委會副主任、中國巖石力學與工程學會數學和物理模擬專委會副主任、AI實用化專委會副主任等學術職務。

報告內容摘要：

土體凍脹是“凍土力學和工程”中的瓶頸問題，存在“滲流模型難建、凍脹規律難知、凍脹過程難算”三大挑戰。針對上述挑戰，通過理論、試驗和數值仿真分析研究，建立了系統的土體凍脹規律、滲流機制和凍脹計算理論。從熱力學基礎理論出發，針對孔隙介質推導了孔隙冰水相變平衡方程。該方程揭示了孔隙冰和孔隙水的共存條件，數學表達了總吸力-孔隙水自由能-孔隙冰自由能-凍結溫度之間的動態平衡關系，為非飽和土凍融過程的水熱耦合求解補齊了控制方程。基于孔隙冰水相變平衡方程，推導出凍土凍結特征曲線和非飽和土土水特征曲線之間的理論關系；結合該方程和經典分凝勢模型，提出了廣義分凝勢模型，并試驗驗證了以上推論的正確性；基于試驗現象，提出了動態土壤凍結曲線、滲透系數函數和分凝勢函數等模型，為非飽和土凍融過程的水熱耦合求解提供了本構模型。在此基礎上，建立了凍土水熱力耦合計算方法，實現了土體相變過程和凍脹變形的數值仿真分析。

主辦單位：土木工程與測繪學院

科學技術發展研究院