王学滨

教授
王学滨，1975年6月出生，博士，教授，博士生导师，校计算力学研究所所长。2003年、2006年，分别获辽宁工大工程力学专业硕士、博士学位；2009-2012年，在中国地震局地质所做第1站博士后；2012年，在中国矿业大学（北京）做第2站博士后。
2004年入选辽宁省新世纪百千万人才工程（千人层次）； 2008年博士论文《应变软化材料变形、破坏、稳定性的理论及数值分析》获得了全国百篇优秀博士论文提名论文（力学学科）；2011年获得了辽宁省高等学校优秀人才支持计划（第二层次）。担任中国岩石力学与工程学会第七届理事会理事、辽宁省力学学会第6届专业委员会的计算力学专业委员会委员；被聘为《防灾减灾工程学报》、《辽宁工程技术大学学报（自然版）》编委；被聘为2011-2012、2012-2013中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊遴选专家；被评为2011-2012年度《岩土力学》优秀审稿专家。
人物履历
1994-1998年，于辽工大机械设计与制造专业攻读学士学位；
2000-2003年、2003-2006年，分别于辽工大工程力学专业攻读硕士、博士学位；
2009-2012年，于中国地震局地质所做第1站博士后；
2012，于中国矿业大学（北京）做第2站博士后。
主要从事工程材料（岩石、土、混凝土及金属）及结构的变形、破坏及稳定性研究，涉足岩土工程、采矿工程、材料科学及地震科学等领域。部分论文发表或即将发表在Tectonophysics、Geophysical Journal International、Pure and Applied Geophysics、Magazine of Concrete Research、Journal of Mechanics of Materials and Structures、Transactions of Nonferrous Metals Society of China、Journal of Iron and Steel Research, International等杂志上。提出了考虑应变局部化的岩石试样拉、压统一失稳判据；提出了金属绝热剪切带内部峰值温度的计算方法；提出了深部巷道围岩分区破裂化的空间局部化机理；发现了在数值模型中比声发射表现更突出的力学指标；主持开发了适于软弱及坚硬材料变形场精确测量的数字图像相关方法程序；初步发展了一种连续-非连续介质力学分析方法。
主要成就
2004年，入选辽宁省新世纪百千万人才工程（千人层次）；
2008年，博士论文《应变软化材料变形、破坏、稳定性的理论及数值分析》获得了全国百篇优秀博士论文提名论文（力学学科）；
2011年，获得了辽宁省高等学校优秀人才支持计划（第二层次）。
担任中国岩石力学与工程学会第七届理事会理事、辽宁省力学学会第6届专业委员会的计算力学专业委员会委员；被聘为《防灾减灾工程学报》、《辽宁工程技术大学学报（自然版）》编委；被聘为2011-2012、2012-2013中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊遴选专家；被评为2011-2012年度《岩土力学》优秀审稿专家。
出版著作
过去的主要研究工作
1. 考虑应变局部化的岩石结构稳定性的理论研究；
2. 基于连续介质模型的巷道围岩的应变局部化、岩爆过程及能量释放的数值模拟研究；
3. 基于颗粒体模型的巷道围岩层裂或板裂化的数值模拟研究；
4. 典型断层构造破裂失稳前兆及粘滑过程的数值模拟研究；
5. 金属绝热剪切带的理论研究；
6. 基于粒子群优化算法及Newton-Raphson迭代方法的数字图像相关方法的开发及剪切带的实验观测；
7. 深部巷道围岩分区破裂化的数值模拟及实验研究。
主要研究方向
1. 商业软件的二次开发及应用通过编写程序，对商业软件的既有功能进行扩展，或者实现不具备的功能。
商业软件的不足一般体现在多个方面：本构模型可能存在某种缺陷，不适于深部岩石的特点，或不能考虑微结构之间复杂的相互影响和作用；所能呈现的结果可能比较单一，一般只能提供应力、应变、位移、塑性区等常规结果，无法研究能量的积累、转移及释放规律，无法研究破裂事件的时空分布规律，无法研究岩石结构的变形稳定性，等等。
在商业软件的二次开发及应用方面，多年以来，我们开展了不少研究工作，例如，巷道围岩的应变局部化、岩爆过程及能量释放的数值模拟研究，基于颗粒体模型的巷道围岩层裂或板裂化的数值模拟研究，典型断层构造破裂失稳前兆及粘滑过程的数值模拟研究，深部巷道围岩分区破裂化的数值模拟研究，采动条件下采场破坏过程、能量释放及危险区域研究等。部分论文发表在Tectonophysics 、Geophysical Journal International、Pure and Applied Geophysics、Journal of Mechanics of Materials and Structures等国际杂志上。
2. 数字图像相关方法的研究、软件开发及应用通过编写程序，对变形过程中前后采集的物体表面的两幅图像（散斑场）进行相关处理，以实现物体上点的位移和应变的测量。
传统的数字图像相关方法存在一些不足：牛顿-拉斐逊迭代方法容易陷入局部最优，当物体上变形不均匀程度较大时，迭代的初值不易确定。
通过研究，我们提出将粒子群优化算法和数字图像相关方法相结合。在相关搜索时，提出了粗-细搜索方法（先采用粒子群优化算法进行整像素位移搜索，再采用牛顿-拉斐逊迭代方法进行亚像素位移和应变搜索）和交替迭代方法（先通过若干次牛顿-拉斐逊迭代与1次粒子群优化以改善初值，这样的过程进行多次，最后再利用牛顿-拉斐逊迭代方法进行最后的相关搜索）。传统的牛顿-拉斐逊迭代方法只适于位移较小、应变较均匀的情况。我们提出的粗-细搜索方法适于应变较小的情况，但对位移的大小没有限制；交替迭代方法适于位移较大、应变不太大的情况。研究表明，对于比较坚硬材料（岩石、煤、混凝土等）和比较软弱材料（砂土及相似材料等），上述方法都有效。
为了方便研究和应用，我们将传统的牛顿-拉斐逊迭代方法和我们提出的两种方法有机地集成在一个程序中，并编写了友好的用户界面，可以提供各种所需的结果，例如曲线图、曲面图、矢量图、等值线图、色块图、变形网格图等。程序计算可以选择全量或增量方式。程序还提供了纠错的功能，或者选择重新计算的方式，或者选择插值的方式。
在不同的条件下，我们开展了近100个砂样的单向压缩实验。利用上述自主开发的基于粒子群优化的数字图像相关方法程序，深刻考察了与剪切带有关的各种规律。一些研究结果已发表在《岩土工程学报》、《工程力学》、《应用基础与工程科学学报》、《计算机工程及应用》、《西北农林科技大学学报（自然科学版）》等杂志上。期待在不远的将来，有论文发表在国际杂志上。
3. 连续-非连续介质力学分析方法研究及程序开发对于连续介质，需要处理其变形、破坏及开裂等问题；对于非连续介质，需要处理其接触、摩擦等问题。
针对连续介质，已有不少享有世界声誉的力学分析方法，针对非连续介质，也是如此。但在连续介质向非连续介质演变过程的模拟方面，还少见公认的分析方法。一些程序和方法，一般只能在一定程度上实现连续-非连续介质的复杂力学行为模拟。在连续-非连续介质力学分析方法研究方面，不少国内外的学者都在积极开展研究工作。
我们研究这一问题的时间并不长，只有几年，是在充分认识到连续和非连续介质模型各自不足的基础上，才决定投入大量精力开展此项研究难度极大的问题。如何检验计算结果的准确性？如何提高程序的计算速度？如何判别系统的稳定性？都不是一蹴而就的事情。
这方面的研究具有十分广阔的应用前景。在将来，可望能够通过数值模拟，研究清楚复杂采动条件下岩层的变形、离层、开裂、运动及采空区闭合的整个过程，研究清楚应力、能量的积聚、转移及释放过程。毫无疑问，这可为采场岩层稳定性控制提供科学指导，也可为井下水、火、瓦斯、冲击地压等灾害治理提供理论依据。
代表性论文
[18] Wang Xue-bin, Ma Jin, Liu Li-qiang. Numerical simulation of shear strain drops during jog failure for echelon faults based on a heterogeneous and strain-softening model[J]. Tectonophysics, accepted.
[17] Wang Xue-bin, Ma Jin, Pan Yi-shan. Numerical simulation of stick-slip behaviors of typical faults in biaxial compression based on a frictional hardening and frictional-softening model[J]. Geophysical Journal International, 2013, in press.
[16] Wang Xue-bin, Ma Bing. A model for the shear displacement distribution
of a flow line in the adiabatic shear band based on gradient-dependent plasticity[J]. Journal of Mechanics of Materials and Structures, 2012, 7(8-9): 735-751.
[15] Wang Xue-bin, Ma Jin, Liu Li-qiang. A comparison of mechanical behavior and frequency-energy relations for two kinds of echelon fault structures through numerical simulation[J]. Pure and Applied Geophysics, 2012, 169: 1927-1945.
[14] Wang Xue-bin, Ma Jin, Liu Li-qiang. Numerical simulation of failed zone propagation process and anomalies related to the released energy during a compressive jog intersection[J]. Journal of Mechanics of Materials and Structures, 2010, 5(6): 1007-1022.
[13] Wang X B. A new method for calculating the peak temperature evolution in the adiabatic shear band of steel[J]. Journal of Mechanics of Materials and Structures, 2010, 5(1): 95-106.
[12] Wang X B. A method for calculating damage evolution in adiabatic shear band of titanium alloy[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2009, 19(5): 1280-1285.
[11] Wang X B. Adiabatic shear sensitivity of ductile metal based on gradient-dependent Johnson-Cook model[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2011, 21(6): 1355-1361.
[10] Wang X B. Prediction of height effect, plastic deformation and fracture energy for high-strength concrete by linear shear softening constitutive relation based on energy conservation method[J]. Magzine of Concrete Research, 2007,59(5): 341-350.
[9] Wang X B. Effects of constitutive parameters on adiabatic shear localization for ductile metal based on Johnson-Cook and gradient plasticity models [J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2006,16(6): 1362-1369.
[8] Wang X B. Quantitative calculation of local shear deformation in adiabatic shear band for Ti-6Al-4V[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2007, 17(4): 698-704.
[7] Wang X B. Adiabatic shear localization for steels based on Johnson-Cook model and second- and fourth-order gradient plasticity models [J]. Journal of Iron and Steel Research, International, 2007,14(5): 56-61.
[6] Wang X B. Effects of temperature and strain rate on the evolution of thickness of transformed adiabatic shear band[J]. Solid State Phenomena, 2008, 138: 385-392.
[5] Pan Y S, Wang X B, Li Z V. Analysis of the strain softening size effect for rock specimens based on shear strain gradient plasticity theory[J]. Int J Rock Mech Min Sci, 2002, 39(6): 801-805.
[4] 王学滨. 软化模量对岩样全部变形特征的影响[J]. 岩土工程学报，2006, 28(5): 600-605.
[3] 王学滨. 岩样单轴压缩轴向及侧向变形耗散能量及稳定性分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2005, 24(5): 846-853.
[2] 王学滨. 基于能量原理的岩样单轴压缩剪切破坏失稳判据[J]. 工程力学, 2007, 24(1): 153-156,161.
[1] 王学滨. 扩容角对初始随机材料缺陷岩石试样破坏过程及力学行为的影响[J]. 中国有色金属学报，2007, 17(7): 1063-1071.
个人生活
孜孜不倦求学路
1975年，王学滨出生在北国边陲小镇——黑龙江省友谊农场七分场（凤岗镇）。镇里的中考升学率不高，毎届300余名学生中，能到县重点高中读书的不过5人。1991年，王学滨以优异成绩考取了县重点高中，从此，开始了漫长的孜孜不倦求学路。
高中阶段，王学滨化学成绩优异，曾获得全校竞赛及期末考试第1名。经过刻苦钻研，物理成绩也跃居上游。1994年，他以527分的压线成绩（仅比录取分数线多1分）考取我校的机械设计与制造专业，从此开始了在阜新的求学、工作之路。
大学期间，王学滨学习成绩优异，稳居班级及全专业前几名，每个月都能拿到几十元的奖学金。紧张学习之余，他充分发挥文字表达能力较强、有美术功底的优势，出黑板报，担任系学生会主办的报纸《启航》副主编，参加演讲比赛等，生活丰富而多彩。此外，他还自学了《C语言》、《数据结构》、《软件工程》等课程，通过了计算机二、三级考试，辅修了二专业，初步学习了《结构力学》、《砖混结构》等课程，在原煤炭部组织的《理论力学》竞赛中成绩突出，所有这些为以后以优异成绩留校工作奠定了坚实基础。
2000年，王学滨考取了我校工程力学专业的硕士研究生，从此开始了正式的科研生涯。研究生入学前三个月，他被导师派到武汉长江科学院岩基所学习。在这里，他学会了当时十分新颖的FLAC-3D软件的使用，完成了锚固机理的数值模拟研究等工作。同时，还采用FLAC-3D软件模拟了感兴趣的矩形试件及圆形巷道围岩的剪切带等问题，得到了一些初步的研究结果。这三个月，正值武汉天气最闷热的季节。为了完成繁重的科研任务，他每天晚上花费大量时间如饥似渴地研读厚厚的英文FLAC-3D手册。酷热难熬，他光着膀子，挥汗如雨，一会儿就要去冲一次凉。对于第一次来到武汉的东北人来说，炎热让他对武汉留下了难忘的记忆。读研期间，他将先进的数值方法与所研究的问题成功地结合起来，多篇高水平学术论文先后发表在国内较有影响的学术期刊上。
2003年3月，王学滨攻读我校工程力学专业博士研究生学位。期间，他深入开展了岩石变形、破坏及稳定性和数值模拟的理论研究工作，并将研究领域扩展到金属及混凝土研究领域，取得了不少研究成果。博士论文《应变软化材料变形、破坏、稳定性的理论及数值分析》获得了2007年辽宁省优秀博士论文，同时还获得了2008年全国百篇优秀博士论文的提名论文。
三获国家自然科学基金
王学滨申报的国家自然科学基金面上项目《冲击条件下深部巷道围岩—液压支架系统破坏及稳定性的数值分析及应用》获得批准，这是他继2003年、2009年获得青年基金项目和面上项目资助后第三次获得国家自然科学基金资助。
每次在申请项目之前，他都积极调研并开展大量的前期准备工作。此次新批项目的研究内容包括两部分，一是程序开发和数值模拟，二是室内试验和现场测试。在撰写申请书之前，他进行了详细的实验构思。提交申请书之后，立刻开展了相应的实验研究工作。
在含孔洞模型制作及实验过程中，课题组遇到了很多困难，不知失败了多少次。但他们锲而不舍，对气囊、玻璃板模子的设计和砂土模型的制作方法进行了反复的修改和尝试，终于找到既方便、又能保证模型质量的一套方法。实验过程中，仅面积为23cm×23cm的玻璃板就累计制作了120多块，摞在一起有1米多高。
梅花香自苦寒来。扎实有效的前期准备工作给基金评审专家们留下了深刻的印象：“项目已经有了一定的成果积累”，“项目负责人做了充分的前期工作，取得了较多的研究成果”，“该项目具有很好的前期工作基础和条件”，这是许多专家给出的客观评价。
在国外重要学术期刊上频发论文
马克思曾经说过：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏艰险沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。”从事多年科研工作、遍尝酸甜苦辣的王学滨对此深有体会。
2010年暑假，王学滨用15天时间，成功开发了适于断层粘滑模拟的一个简单的强化-弱化本构模型，同时开展了4种典型断层构造粘滑过程的模拟计算。随后将用英语撰写的论文Numerical simulation of stick-slip behaviors of typical faults in biaxial compression based on a frictional hardening and frictional-softening model（基于摩擦硬化及摩擦软化模型的双轴压缩条件下典型断层构造粘滑行为的数值模拟），投到Geophysical Journal International（国际地球物理杂志）。GJI杂志由英国皇家天文学会、欧洲地球物理学会等3个国际组织主办，2012年的影响因子为2.42。经过评审，两位审稿专家提出了长达5页的修改建议，其中包括一些学术争论。王学滨仔细阅读专家和主编的意见后，又补充了不少算例，或者回答专家们的关切，或者反驳专家们的观点，或者进一步佐证模型。来来往往，反复修改，历时80余天，最后终被主编接受。为确保英文撰写的论文正宗地道，他付出了大量心血，逐字逐句推敲。后来，他将这篇文章曾输出的各种版本摞在一起，竟比一包A4纸还厚。
2012年，他的学术论文A comparison of mechanical behavior and frequency-energy relations for two kinds of echelon fault structures through numerical simulation（通过数值模拟比较两类雁形断层构造力学行为和频次-能量关系）发表在Pure and Applied Geophysics（理论和应用地球物理）第169卷第11期上，并成为该期9篇文章的篇首文章。
2013年，他撰写的论文Numerical simulation of large shear strain drops during jog failure for echelon faults based on a heterogeneous and strain-softening model（基于非均质应变软化模型的雁列断层雁列区贯通过程中的大剪切应变降的数值模拟）经过6个多月的评审、近1个月的修改，被Tectonophysics（构造物理）接受发表。Tectonophysics是发表固体地球各种尺度上运动学、构造、组成及动力学领域的高影响原创性研究和评论的国际杂志，2012年的影响因子为2.684。