省级重点学科岩土工程学科简介

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环境与水利工程学院省级重点学科岩土工程学科简介

      

所属院系：环境与水利工程学院

学科名称：岩土工程（081401）

级别：省级

一、学科概况

       岩土工程学科是土木工程一级学科下的二级学科之一，是建筑工程、水利水电工程、采矿工程、道路交通工程、国防工程、海洋工程等行业的重要组成部分。近年来，随着工程建设的增多和规模的不断加大，特别是一些复杂的国家大型工程建设项目的不断上马，如三峡工程、西气东输工程、南水北调工程、青藏铁路工程、城市地下铁道工程、深大基坑的开挖等等，都给岩土工程带来了许多新的复杂课题，也提供了难得的发展机遇。由于岩土工程的主要研究对象是岩土, 岩土材料具有复杂的物理性质和其地质结构的复杂性, 又受到现代勘测手段的局限，至今仍无法完全解明岩土的工程结构与性质的变化，所以这一学科有着广泛发展前景和巨大实用价值，是目前工程界和学术界研究的热点之一。

       郑州大学岩土工程学科于1996年取得硕士学位授予权，目前已培养了5届近50名硕士研究生和9名博士。承担完成了国家科技攻关，国家杰出青年科学基金，国家自然科学基金，河南省杰出青年科学基金，河南省重大技科攻关，河南省杰出人才创新基金，河南省高校创新人才培养工程以及省自然科学基金、省科技攻关等纵向课题30余项，厅局级课题以及横向课题60余项。发表学术论文200多篇，出版学术专著6部，获得省级以上奖励6项。

       本学科点依托于河南省道路检测工程技术研究中心。该中心为河南省首批六个工程中心之一，在国内是唯一专门从事路基路面无损检测技术研究开发的科研单位，在国内具有较大的影响。工程中心拥有完善的办公场地和先进的仪器设备，如落锤式弯沉仪（FWD）、重锤式弯沉仪（HWD）、路面雷达（GPR）、地质雷达、桥梁检测系统、水坝安全检测数据采集系统、高精度全球定位系统等以及配套的实验室，具备了良好的基础设施条件。同时本学科点也十分注重国际交流与合作，目前已与美国、丹麦、芬兰、意大利、英国等国家的大学和研究机构建立了长期密切的合作关系，为高起点、高速度、高水平完成研究任务提供了技术保障。

二、主要学术研究方向和成果

　　本学科主要研究方向有：

1.    岩土工程反问题与无损检测技术；

2.    岩土力学理论与数值分析方法；

3.    工程结构抗震理论及其应用；

4.    地理信息系统（GIS）应用技术；

5.    地质灾害防治理论及应用；

       经过近十年的发展，本学科点在岩土工程反分析理论与无损检测技术、岩土力学基本理论和工程应用、结构与地基相互作用及地理信息系统应用技术等研究方向取得了具有明显特色的研究成果，形成了具有一定特色的研究方向。

１、岩土工程反问题与无损检测技术：

       该方向是水利、土木、交通等工程领域日益受到重视的研究方向之一，它对于快速检测工程质量、科学评价工程结构使用性能具有重要的理论意义和价值。本学科组结合公路建设与管理的需要，从1991年开始从事岩土工程反分析理论和无损检测技术的研究和开发工作。在路面结构层模量反算方面，开发出以系统识别原理为基础，应用灵敏度分析和奇异值分解理论，建立了路面结构层模量反算方法，成功地解决了反演过程的稳定性问题，构成了路面结构层模量反算研究中的突破性进展。在此基础上，深入研究了路面结构的动态反演技术、刚性路面和机场道面多块板系统的反演方法、以及路基和路面材料的非线性特性反演技术，从而为路面无损检测与评价技术提供技术基础。在路面雷达基本理论与应用技术研究方面，针对路面材料的特点，将理论模拟与室内试验及现场检测相结合，深入研究路基路面材料的介电特性和路面雷达信号分析技术，成功地解决了路面雷达应用中的关键问题，提高了检测精度。并在刚性路面脱空识别、路基含水量及压实度分析方面取得了较大的进展。

       本方向的研究内容涉及力学反问题、复合材料介电特性理论等新兴的学科分支和动力传感器及探地雷达等高新检测技术。该研究工作先后被列为“八五”国家重点科技攻关、河南省重大科技攻关项目，学术带头人王复明教授先后获得国家杰出青年科学基金和河南省杰出创新人才基金。研究成果于1998年获得国家科技进步三等奖，2004年获河南省科技进步一等奖。

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