非连续介质及概率岩土工程学术交流会通知
中国岩石力学与工程学会数值与物理模拟专业委员会及中国科学院力学研究所工程科学研究部于2004年12月9日、10日在北京中国科学院力学研究所举办《非连续介质力学计算方法及其应用》及《概率岩土工程》讲习班、学术交流会。欢迎高等院校教师、研究生，工程设计单位技术人员报名参加。会议食宿自理。会议日程见附件。
会议地点：中国科学院力学所主楼202室
报名时间：12月8日下午2：00--5：00
12月9日上午8：10--8：45
报名费用：400元，学生200元
报名地点：北京市北四环西路15号，中国科学院力学研究所主楼534
联系人：陈京斯
电话：010-62573764
e-mail:green_box@sohu.com
乘车线路：
机 场：乘机场巴士05号线，在中关村终点站下车。
北京站：乘713路在北京站上车，到亚运村换乘740或840或737或运通113路、983路等，到保福寺站下车。
北京西站：乘827或320支或47路在北京西站上车，到保福寺下车。
乘出租车：到北四环西路15号，中国科学院力学研究所(新东方旁边)。
中国岩石力学与工程学会
中国科学院力学研究所
数值与物理模拟专业委员会
《非连续介质力学计算方法及其应用》
讲习班、学术交流会日程
2004年12月9日
上午：
9：00—9：30： 主讲人：唐志平，中国科技大学
题目：DM2离散元方法、应用和多尺度模拟思考
9：30—10：00 主讲人：朱焕春，ITASCA公司
题目：ITASCA非连续力学数值方法和工程应用的最新进展
10：00—10：15 休息
10：15—10：45 主讲人：徐泳，中国农业大学
题目：填隙幂律流体下湿颗粒间作用的离散元模型
10：45—11：15 主讲人：李世海，中国科学院力学研究所
题目：地质体结构面的刚度、强度以及CDEM计算模型
11：15—12：00 自由讨论
下午：
2：00—5：00： 自由讨论
题 目：DM2离散元方法、应用和多尺度模拟思考
主讲人：唐志平，中国科技大学
提 要：
离散元方法是近年来国际上出现的几种新概念数值模拟方法之一。本文探讨了DM2(Discrete Meso-element Dynamic Method)三维离散元理论模型，推导了稳定性条件，参数确定方法等，并对几种典型的冲击动力学问题进行了三维数值模拟，模拟结果与实验有较好的一致性。在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中，往往遇到多尺度计算问题。本文设想将离散元方法与有限元相结合，采用离散元对感兴趣的局部进行细观尺度的模拟，利用有限元进行宏观的模拟，采用一种特殊的过渡层使离散元区和有限元区能很好的衔接，从而节约计算时间。本文还将提出几个存在问题供探讨。
主讲人简介：
唐志平，中国科学技术大学力学和机械工程系教授，博士生导师。1968年中国科技大学近代力学系本科毕业，1981年中国科技大学研究生毕业留校工作，硕士学位。1985－88美国华盛顿州立大学，1994－96美国北卡州立大学访问学者，曾应邀赴日本科技厅无机材料研究所、新加坡国立大学短期工作访问。兼任中国力学学会爆炸力学专业委员会委员，冲击动力学专业组副组长，海军军船抗冲击学组成员，“爆炸与冲击”杂志副主编和“兵工学报”编委等。主要研究领域：材料冲击力学性能和动测技术、冲击相变、离散元和多尺度数值方法、激光推进技术。
附：
通信地址：安徽合肥中国科技大学力学和机械工程系，邮编230026
电话：0551－3601289(h)，3606754(o)
Email: zptang@ustc.edu.cn
题 目：ITASCA非连续力学数值方法和工程应用的最新进展
主讲人：朱焕春，ITASCA公司
提 要：
1、ITASCA的发展与现状
2、ITASCA数值方法程序(FLAC、DEC、PFC)的基本特点
3、ITASCA离散元与计算机程序方法的基本特点
a)离散元法的定义与基本特点
b)ITASCA离散元程序中的几何问题处理
c)ITASCA离散元接触的力学问题
4、岩石力学问题的基本分类、力学特点、与数值方法思想
5、宏观非连续力学方法--DEC系列与功能
6、细观非连续力学方法--PFC系列与功能
7、宏观非连续岩体力学方法的工程应用
a)高边坡：三峡船闸中隔墩变形机理的连续和非连续分析比较
b)地下工程：随机结构面切割块体稳定的离散元模拟
c)加固：岩体不连续面变形与破坏的加固模拟和效果分析
8、细观非连续岩体力学问题的研究与应用
a)岩石试样基本力学特性的PFC数值试验
b)矿山崩落破坏过程的PFC模拟
c)岩石与起伏结果面剪切特性的PFC模拟
主讲人简介：
朱焕春1985年毕业于河海大学，1990和1993年在原武汉水利电力大学获硕士和博士学位，1995至1999年在三峡工程现场从事现场科研、测试等工作，1999年晋升为武汉大学教授，并在同年开始指导博士研究生。2002年在加拿大Laurentian大学进行学术访问，同年6月被ITASCA公司聘为高级咨询专家。
自1993年以来主持或独立完成重大工程、国家和部门基金项目30余项，内容涵盖岩体地应力、岩体不连续面的几何和力学特性、高边坡、浅埋大跨度地下工程、深埋高应力问题等。在对实际工程问题基本特点的判断、针对性数值方法和应用策略等方面具有良好的经验积累。
至2004年止出版专著一部(1996)，发表学术论文约45篇，作为第一作者发表的论文近40篇，其中30余篇发表在国际和国内一级刊物或国际性学术会议，涵盖的方向包括深埋高应力、岩质高边坡工程问题、岩体地应力、岩体强度问题、锚固机理与锚固设计、数值计算技术应用、现场监测成果分析、和岩体几何等问题。
附：
国内联系地址：武汉大学水电学院 联系人：荣冠(博士)、王涛(博士)
电话：(027)6877-6121 email: peterzhu@onlink.net
题 目：填隙幂律流体下湿颗粒间作用的离散元模型
主讲人：徐泳，中国农业大学
提 要：
湿颗粒群是密相颗粒和填隙流体的混合结构，流体呈液桥状或浸渍态存在于颗粒之间，如湿土和冰淇淋等。它不同于干颗粒群和有显性流动的二相流，不适合按固-流耦合建立离散元模型。填隙流体下湿颗粒间作用的离散元模型是基于Reynolds润滑理论对流动模型进行定常简化后求得简单的解析或数值解，仿照干颗粒作用模型建立的。练国平等基于Reynolds润滑理论建立了牛顿流体湿颗粒作用模型，在两个接近的刚性球间有法向和切向相对运动时，只考虑因流体粘性在接触局部的缝隙产生的法向力和切向力，法向力包括液桥张力和挤压流动的法向粘性力。
对球间有幂律流体时的法向作用，Rodin用渐近法得到对任意球体的分段不连续解。徐泳等以Adams两等径圆球间有填隙幂律流体时的分分析，导出了任意球体间挤压力的表达式并提出拟合公式。Lian等进一步给出近似封闭解。幂律流体下球间的切向作用因非轴对称更复杂。黄文彬、李红艳等采用小参数法导出了压力方程，得到切向阻力的解析解。这两方面作用的研究为非牛顿流体下的湿散体的离散元模拟提供近似模型和算法，其适用性还需要进一步验证。
主讲人简介：
徐泳，男，1946年4月生，籍贯河南博爱，汉族。工学硕士。现任教于中国农业大学理学院应用力学系，教授，博士生导师，专业固体力学。
1999-2001年：主持完成联合利华国际合作项目《冰晶与非牛顿填隙流体结构交互作用研究及离散元法模拟》；
2000-2002年：主持完成国家自然科学基金《颗粒离散元法及其在农业工程中应用的研究》；
2004年：主持国家自然科学基金项目《颗粒离散元法可应用性的数值及实验研究》；
主持国家自然基金国际合作项目《耕作土壤动力学行为的三维离散元法仿真》
主要研究方向为颗粒离散元法，与国际同行专家有较多联系和交流。在国内外重要学术刊物和会议发表论文30余篇。
题 目：地质体结构面的刚度、强度以及CDEM计算方法
主讲人：李世海，中国科学院力学研究所
提 要：
1、地质工程中的关健力学问题
2、地质体结构面的特性
3、块体离散元刚度、强度选取方法
4、在不同的物理模型中块体离散元刚度、强度的意义
5、块体离散元在解决工程问题中存在的问题
6、基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)(Continuum_based Distinct Element Method)
a)弹簧刚度求解
b)弹簧破坏准则
主讲人简介：
李世海，1982年毕业于河北工业大学物理专业获物理学理学学士，1984年毕业于天津大学力学系获硕士学位。1991年毕业于中国科学院力学研究所，获博士学位。现任中国科学院力学研究所研究员、爆炸与岩土力学责任研究员。长期从事工程力学研究，注重应用力学与工程实际相结合。曾主持多项大型工程中的关键力学问题研究主要工作包括：爆炸方法加密饱和松散技术及其工程应用研究；三峡二期围堰风化砂密度校核实验与理论研究；三峡三期围堰爆破拆除方案设计与研究；近期的主要研究方向是地质工程中的关键力学问题研究，现任中国科学院重要研究方向《山体滑坡防治中的关键力学问题研究》首席科学家，中国岩石力学与工程学会理事、中国爆破工程协会理事、中国岩石力学与工程学会物理与数值模拟专业委员会副主任委员；中国振动学会土动力学专业委员会委员；中国力学学会爆破专业委员会委员；国家973项目《灾害环境下重大工程安全性的基础研究》专家组成员；International Journal of Computational Methods (IJCM) 编委；《中国地质灾害与防治学报》常务编委；《岩土工程学报》编委；《岩石力学与工程学报》编委；《兵工学报》编委；《地质灾害与环境保护》编委；主要从事灾害环境下重大工程的安全性、地质体力学特性定量化描述方法、滑坡灾害防治中的关键力学问题、连续与非连续介质的计算方法等方面的研究；所带领的滑坡项目组在深入开展理论和实验研究的基础上，提出了我国滑坡灾害防治新的技术路线。拥有国家发明专利5项；CDEC (Continmum-baced Distinct Element Code) 和 BPEC(Block Particle Element Code)软件的发明人。
《概率岩土工程》讲习班、学术交流会日程
2004年12月10日
上午：
9:00-10:00 主讲人：Wilson H Tang教授，香港科技大学土木系
题 目：针对边坡有效管理的可靠度模拟
(Performance Based Modelling of Slope Reliability for Effective Slope Management)
10:00-10:20 休息
10:20-11:05 主讲人：张利民教授，香港科技大学土木系
题 目：功能极限状态设计中的地基基础概率容许位移
(Probabilistic Limiting Tolerable Displacements for Serviceability Limit State Design of Foundations)
11:05-11:15 休息
11:15-12:00 主讲人：张利民教授，香港科技大学土木系
题 目：可靠度框架下的基础工程风险管理
(Risk Management in Foundation Engineering in the Framework of Reliability-Based Design)
下午：
2：00—2：30 主讲人：王建锋，中国科学院力学研究所
题 目：岩土工程中的Bayes方法
2：30—5：00 岩土工程可靠度讨论
题 目：针对边坡有效管理的可靠度模拟(Performance Based Modelling of Slope Reliability for Effective Slope Management)
主讲人：Wilson H Tang教授，香港科技大学土木系
提 要：
像许多其它山区一样，香港受到严重暴雨期间滑坡的威胁。城市区人工切坡的安全性成为主要问题。然而，目前边坡工程可靠度分析中，有关各种服务期边坡可靠性的衰退，还没有得到明晰的考虑。实际中，普遍使用的评价给定服务期内的边坡可靠性的，并作为常数的年破坏概率，不能够反映边坡衰退特征。本讲座将介绍一种能够概率模拟破坏概率随时间变化的这类衰退效应的方法。我们系统地分析了香港地区大量边坡的已有性状，并将这种分析用于计算不同年龄、不同期望服务期的各类边坡的破坏概率。通过这些工作，不同服务期内的不同年龄的边坡的可靠度，得到了合理预测。这些结果将对香港地区成千上万现存的老边坡的日常维护计划等各类工作非常有帮助，同时也可用于比较运用不同标准设计的边坡的性能。
先前的概率主要是政府部门的规划者，为了滑坡灾害管理，而对边坡的可靠度进行的全局估计。对于具体的项目来讲，需要的是更为精确的针对场地的破坏概率。在这种情况下，通常都用标准的可靠度分析来精确估计可靠度指标，当然这需要借助于其它特定场地的资料。然而，此类破坏概率仍然受到所采用的确定性和概率模型本身的限制，相应的结果也不反映衰退效应的自然属性。此时，所观察到的边坡实际行为能够再次提供信息，用于消除自然而然产生的模型误差，而校准所计算的破坏概率。基于Bayes方法，边坡的实际行为、系统衰退效应和其它未被考虑到的因素，能够系统地耦合在一起，将给定边坡的所计算的可靠度指标转换到边坡真实破坏概率的估计上来。
这种破坏概率将校正高估或低估了的计算破坏概率。同时，先前估计的全局破坏概率，能够用作额外的先验信息，来给出全部校准的破坏概率。之后，进一步提供了一种方法，用于评价了与校准破坏概率有关的不确定性，这种不确定性来源于所假定的概率模型、数据的充分性等因素。通过这种方法，一个给定边坡的可靠度估计及其置信区间，能够较好地服务于边坡维护改善、滑坡灾害管理等决策。
Like many other places with a hilly terrain, Hong Kong has been subjected to threats of landslides when heavy rainstorms occur. The safety of man-made cut slopes in urban area is a major concern. The effect of deterioration on the reliability of slopes of various periods of service, however, has seldom been considered explicitly in the current reliability approach in slope engineering. Constant annual failure probabilities that are commonly used in practice to evaluate reliability of a slope over a given expected service period may not be capable of capturing the deteriorating characteristics of slopes. This presentation will describe a procedure to model probabilistically the deteriorating effect on the failure probability with time. Past performance of an extensive set of cut slopes in Hong Kong is systematically analyzed to evaluate the stability failure probabilities for slopes of different ages and for different expected service periods. Through this exercise, the reliability of slopes of different ages in different future service periods could reasonably be predicted. The results would be very useful for planning of maintenance and retrofitting works to the thousands of remaining old slopes in Hong Kong, and for comparing performance of slopes designed on different standards.
While the previous probability would serve a global estimate of slope reliability to assist landslide hazard management by the government planners, a more accurate site-specific failure probability would be needed for an individual project. In this case, a formal reliability analysis is usually conducted with the benefit of the additional site-specific data to provide a more accurate estimate of the reliability index. However, the corresponding failure probability would still be limited by the deterministic and probabilistic model assumed, which may not necessarily represent the state of nature such as the deteriorating effect. Observed performances could again provide valuable information to calibrate this calculated probability for the model error that may have been accrued. Through a Bayesian procedure, performance records and effect of system deterioration and other unaccounted for factors can be systematically incorporated to convert the calculated reliability index of a given slope to an estimate of the real probability of failure.
This probability will correct for the under or over conservatism of the true probability by the calculated reliability index. At the same time, the previous global estimate of failure probability can serve as additional prior information to yield the overall calibrated probability. A procedure is further introduced to assess the uncertainty associated with the calibrated probability, resulting from various factors including the assumed probabilistic models and the availability of performance records for calibration. Through this formulation, the reliability estimate of a given slope (of similar type and under similar environmental condition) and its associated confidence range can be realistically assessed to provide inputs for a more defensible decision regarding slope improvement and landslide hazard management.
主讲人简介：
Professor Wilson Tang graduated obtained BS and MS degrees from M.I.T. and Ph.D. from Stanford University in 1969. He subsequently began his academic career at the University of Illinois at Urbana-Champaign and became Professor of Civil Engineering in 1980 and Associate Head of the Department in 1989. During his sabbatical leaves, Professor Tang has served as Visiting Professor at National Singapore University and Guggenheim Fellow at the Norwegian Geotechnical Institute and Imperial College in London. Professor Tang returned to Hong Kong and Headed the Department of Civil Engineering at the Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) from 1996 to 2001. The faculty in the department has brought in and developed advanced technologies that have impact major infrastructure projects in Hong Kong and the region.
Professor Tang is well known for his work in the general area of risk, reliability and decision analysis. He has led many research projects in developing reliability methodologies to geotechnical, offshore, structural, transportation and other engineering. His recent research projects sponsored by the Research Grant Commission of Hong Kong focus on the use of reliability methods to integrate field and centrifuge test results for optimal design of deep pile foundations and soil nail systems in loose fill slopes. Professor Tang has been serving as consultant to various industrial and governmental agencies worldwide on risk, reliability and statistical studies with applications especially to geotechnical problems such as in offshore foundations and landslide mitigation. Besides conducting various short courses on reliability methodologies, he was an invited keynote lecturer and lecturer at many national and international conferences and companies. Professor Tang is a registered Professional Engineer and Structural Engineer in Illinois (USA) and Fellow of the Hong Kong Institute of Engineers.
He was a member of the Geotechnical Board at the US National Academy of Sciences and chaired the NRC committee on reliability methods for risk mitigation in geotechnical engineering. He is a fellow of ASCE. He has chaired and vice-chaired technical committees in ASCE and ISSMGE. He is a member of the Executive Board of International Association of Structural Safety and Reliability as well as editorial board member of Structural Safety and several other international journals. In Hong Kong, Professor Tang has served on two high-level advisory committees to the Hong Kong SAR Government, namely the Land and Building Advisory Committee and Transport Advisory Committee. Lastly, Professor Tang was a founding member and Past President of the Hong Kong Section of ASCE.
Professor Tang published over 180 technical publications; including two widely used texts on probability concepts in engineering planning and designs, which already had several translations. Among his awards include the Guggenheim Fellow, UIUC Campus Award for Excellence in Undergraduate Instruction, the ASCE State-of-the-Art Award, and T.K. Hsieh Award from Institute of Civil Engineers in UK for his contributions to the field of geotechnical reliability. In recognition of his accomplishments in the reliability-based design of offshore structures, Professor Tang has been elected to the Offshore Energy Center’s Hall of Fame. He was also awarded Honorary Professor in two universities in China. He was recently elected as honorary member of ASCE.
题 目：功能极限状态设计中的地基基础概率容许位移(Probabilistic Limiting Tolerable Displacements for Serviceability Limit State Design of Foundations)
主讲人：张利民教授，香港科技大学土木系
提 要：
岩土工程设计需要同时满足极端的极限状态和功能极限状态要求。极限状态设计主要指各种功能要求，并要求考虑各种不确定性。目前，大多数极限状态设计规范，运用可靠度原理来对极端极限状态进行设计。然而，传统的确定性方法常常考虑功能极限状态。本讲座介绍一种基于功能考虑的，然而是在可靠度框架下的位移判据，并给出了限定的容许位移地概率分布。为了一致，此位移判据可以与极端状态下的位移判据进行对比。此判据既考虑了限制容许位移的不确定性，也考虑了期望荷载下的估计位移的不确定性。为了给出合适的限制容许位移地概率分布，研究了超过400个桥梁和300个建筑的观察位移及行为数据。借助于脆性曲线，分别建立了各种类型结构的限制容许位移和扭角的概率分布。运用所建立的基于可靠度框架的位移准则，和限制容许位移概率分布，极端极限和功能极限状态设计的理念将达成一致。
The design of a geotechnical work should satisfy both the ultimate limit state and serviceability limit state requirements. The limit-state design approach addresses various performance requirements and aims to accommodate uncertainties. Presently, most limit-state design codes use reliability principles for designing for ultimate limit states. However, serviceability limit states are often considered using the conventional deterministic approach. In this talk, a reliability-based displacement criterion for serviceability considerations is introduced and probability distributions of the limiting tolerable displacements of structures are described. The displacement criterion is analogous to that for the ultimate limits for harmonisation purposes. It considers uncertainties in both estimated displacements under expected service loads and the limiting tolerable displacements.
To formulate appropriate probability distributions of the limiting tolerable displacements, observed displacements and performance of over 400 bridges and 300 buildings are investigated. The probabilistic distributions of the limiting tolerable settlement and angular distortion for each type of the structures studied are then established by the use of fragility curves. With the establishment of the reliability-based displacement criterion and the probability distributions of the limiting tolerable displacements, the philosophies of limit-state design for both ultimate limits and serviceability limits would become more consistent.
题 目：可靠度框架下的基础工程风险管理(Risk Management in Foundation Engineering in the Framework of Reliability-Based Design)
主讲人：张利民教授，香港科技大学土木系
提 要：
本讲座试图将可靠度框架下风险管理运用于基础工程设计。为了易于进行风险管理，首先描述和罗列了基础工程设计和施工中的不确定性。接着，探讨了与许用应力法、基于可靠度的设计方法等两类常用的设计方法有关的安全水平。阐述了用于不确定性约减和风险管理的Bayes方法的基本原理，并给出了一个基础工程寿命期内的风险管理规划。最后，讨论了可靠度框架设计的研究和发展的意义。
An attempt is made to lay a reliability-based framework for risk management in foundation engineering. First, uncertainties involved in foundation design and construction are described and organized to facilitate risk management. Then, safety levels associated with two common design approaches, i.e., the allowable stress design approach and the reliability-based design approach are examined. The principle of using the Bayesian approach for uncertainty reduction and risk management is described and illustrated. Subsequently, a risk management plan is depicted, which is targeted at effectively managing risks throughout the life cycle of a foundation. Finally, the value of research and development in the framework of reliability-based design is discussed.
主讲人简介：
Dr. Zhang is currently an assistant professor at the Department of Civil Engineering, the Hong Kong University of Science and Technology (HKUST). He received his Ph.D degree in Geotechnical Engineering in 1989 from Sichuan University. Subsequently, he taught at the university for six years and was promoted to the rank of full professor in 1994. He then spent a half year in Karlsruhe University, Germany, and three years in the University of Florida, USA, as a post doctoral research associate before joining HKUST in 2000.
Dr. Zhang’s research areas include deep foundations, quality assurance, embankments and slopes, natural disasters reduction, and geotechnical risk and reliability. He is actively investigating the safety of critical infrastructures under extreme events. He is also exploring an integrated approach for identification and management of risks during the design, construction and operation stages of a civil engineering project. He has published over 130 technical papers.
Dr. Zhang serves in the Risk Assessment and Management Committee of the American Society of Civil Engineers, the Technical Committees TC18 (Deep foundations) and TC23 (Limit State Design in Geotechnical Engineering) of the International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, and several other professional bodies.
题 目：岩土工程中的Bayes方法
主讲人：王建锋，中国科学院力学研究所
提 要:
经典的岩土工程统计分析中，都假定分布参数为常量，运用样本统计量对参数进行估计。这种估计不可避免有误差，并且精确的估计需要大量的样本。然而，岩土工程中，尤其是原位试验数据，由于费时和昂贵，数据量都极为有限。在这种情况下，参数的估计通常要依赖于工程经验。传统的统计方法，没有提供将工程经验与观察数据相结合的方法，而Bayes方法则能有效地解决此类问题。
Bayes方法假定分布的未知参数是随机变量。参数估计方法本身带来的不确定性，可以通过Bayes定理与随机变量本身固有的变异性结合起来。基于这种处理方法，来源于主观的判断、经验或一些间接的信息，可以很好地与观察数据相结合，来获得分布参数的估计。方法本身主要涉及全概率事件、条件概率等概念和Bayes定理，其实质类似于“加权估计”。可以说，传统的“工程地质类比法”的定量化延伸。在有充分工程经验的岩土工程场合，Bayes方法更具有优越性。
本讲座主要介绍Bayes方法的基本概念、原理，以及在桩基承载力、边坡稳定、场地勘探中的应用。
主讲人简介：
王建锋，中国科学院力学研究所副研究员。1997年在中国地质大学(武汉)获得工学博士学位。从1987年至1997年，他在该校任讲师、副教授，主讲工程地质学课程。1997-1999年，他在中国科学院非线性力学国家重点实验室做博士后研究，主要从事滑坡力学过程研究。2000年，他花费一年时间，在香港科技大学土木系访问，师从国际结构可靠度领域著名学者Wilson H Tang教授，学习岩土工程概率可靠度理论。他先后获得过中国地质学会颁发的“银锤奖”，中国地质大学“教学优秀奖”，“中科院－王宽城博士后奖励基金”等奖励；主持过和参加过若干与滑坡研究有关的重要课题研究；目前，他还广泛参与国际交流与合作，被韩国金乌工科大学聘为Adjunct Professor。他发表有70余篇论文。近年，他专注地学与力学、概率的结合研究。
中国岩石力学与工程学会数值与物理模拟专业委员会及中国科学院力学研究所工程科学研究部于2004年12月9日、10日在北京中国科学院力学研究所举办《非连续介质力学计算方法及其应用》及《概率岩土工程》讲习班、学术交流会。欢迎高等院校教师、研究生，工程设计单位技术人员报名参加。会议食宿自理。会议日程见附件。
会议地点：中国科学院力学所主楼202室
报名时间：12月8日下午2：00--5：00
12月9日上午8：10--8：45
报名费用：400元，学生200元
报名地点：北京市北四环西路15号，中国科学院力学研究所主楼534
联系人：陈京斯
电话：010-62573764
e-mail:green_box@sohu.com
乘车线路：
机 场：乘机场巴士05号线，在中关村终点站下车。
北京站：乘713路在北京站上车，到亚运村换乘740或840或737或运通113路、983路等，到保福寺站下车。
北京西站：乘827或320支或47路在北京西站上车，到保福寺下车。
乘出租车：到北四环西路15号，中国科学院力学研究所(新东方旁边)。
中国岩石力学与工程学会
中国科学院力学研究所
数值与物理模拟专业委员会
《非连续介质力学计算方法及其应用》
讲习班、学术交流会日程
2004年12月9日
上午：
9：00—9：30： 主讲人：唐志平，中国科技大学
题目：DM2离散元方法、应用和多尺度模拟思考
9：30—10：00 主讲人：朱焕春，ITASCA公司
题目：ITASCA非连续力学数值方法和工程应用的最新进展
10：00—10：15 休息
10：15—10：45 主讲人：徐泳，中国农业大学
题目：填隙幂律流体下湿颗粒间作用的离散元模型
10：45—11：15 主讲人：李世海，中国科学院力学研究所
题目：地质体结构面的刚度、强度以及CDEM计算模型
11：15—12：00 自由讨论
下午：
2：00—5：00： 自由讨论
题 目：DM2离散元方法、应用和多尺度模拟思考
主讲人：唐志平，中国科技大学
提 要：
离散元方法是近年来国际上出现的几种新概念数值模拟方法之一。本文探讨了DM2(Discrete Meso-element Dynamic Method)三维离散元理论模型，推导了稳定性条件，参数确定方法等，并对几种典型的冲击动力学问题进行了三维数值模拟，模拟结果与实验有较好的一致性。在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中，往往遇到多尺度计算问题。本文设想将离散元方法与有限元相结合，采用离散元对感兴趣的局部进行细观尺度的模拟，利用有限元进行宏观的模拟，采用一种特殊的过渡层使离散元区和有限元区能很好的衔接，从而节约计算时间。本文还将提出几个存在问题供探讨。
主讲人简介：
唐志平，中国科学技术大学力学和机械工程系教授，博士生导师。1968年中国科技大学近代力学系本科毕业，1981年中国科技大学研究生毕业留校工作，硕士学位。1985－88美国华盛顿州立大学，1994－96美国北卡州立大学访问学者，曾应邀赴日本科技厅无机材料研究所、新加坡国立大学短期工作访问。兼任中国力学学会爆炸力学专业委员会委员，冲击动力学专业组副组长，海军军船抗冲击学组成员，“爆炸与冲击”杂志副主编和“兵工学报”编委等。主要研究领域：材料冲击力学性能和动测技术、冲击相变、离散元和多尺度数值方法、激光推进技术。
附：
通信地址：安徽合肥中国科技大学力学和机械工程系，邮编230026
电话：0551－3601289(h)，3606754(o)
Email: zptang@ustc.edu.cn
题 目：ITASCA非连续力学数值方法和工程应用的最新进展
主讲人：朱焕春，ITASCA公司
提 要：
1、ITASCA的发展与现状
2、ITASCA数值方法程序(FLAC、DEC、PFC)的基本特点
3、ITASCA离散元与计算机程序方法的基本特点
a)离散元法的定义与基本特点
b)ITASCA离散元程序中的几何问题处理
c)ITASCA离散元接触的力学问题
4、岩石力学问题的基本分类、力学特点、与数值方法思想
5、宏观非连续力学方法--DEC系列与功能
6、细观非连续力学方法--PFC系列与功能
7、宏观非连续岩体力学方法的工程应用
a)高边坡：三峡船闸中隔墩变形机理的连续和非连续分析比较
b)地下工程：随机结构面切割块体稳定的离散元模拟
c)加固：岩体不连续面变形与破坏的加固模拟和效果分析
8、细观非连续岩体力学问题的研究与应用
a)岩石试样基本力学特性的PFC数值试验
b)矿山崩落破坏过程的PFC模拟
c)岩石与起伏结果面剪切特性的PFC模拟
主讲人简介：
朱焕春1985年毕业于河海大学，1990和1993年在原武汉水利电力大学获硕士和博士学位，1995至1999年在三峡工程现场从事现场科研、测试等工作，1999年晋升为武汉大学教授，并在同年开始指导博士研究生。2002年在加拿大Laurentian大学进行学术访问，同年6月被ITASCA公司聘为高级咨询专家。
自1993年以来主持或独立完成重大工程、国家和部门基金项目30余项，内容涵盖岩体地应力、岩体不连续面的几何和力学特性、高边坡、浅埋大跨度地下工程、深埋高应力问题等。在对实际工程问题基本特点的判断、针对性数值方法和应用策略等方面具有良好的经验积累。
至2004年止出版专著一部(1996)，发表学术论文约45篇，作为第一作者发表的论文近40篇，其中30余篇发表在国际和国内一级刊物或国际性学术会议，涵盖的方向包括深埋高应力、岩质高边坡工程问题、岩体地应力、岩体强度问题、锚固机理与锚固设计、数值计算技术应用、现场监测成果分析、和岩体几何等问题。
附：
国内联系地址：武汉大学水电学院 联系人：荣冠(博士)、王涛(博士)
电话：(027)6877-6121 email: peterzhu@onlink.net
题 目：填隙幂律流体下湿颗粒间作用的离散元模型
主讲人：徐泳，中国农业大学
提 要：
湿颗粒群是密相颗粒和填隙流体的混合结构，流体呈液桥状或浸渍态存在于颗粒之间，如湿土和冰淇淋等。它不同于干颗粒群和有显性流动的二相流，不适合按固-流耦合建立离散元模型。填隙流体下湿颗粒间作用的离散元模型是基于Reynolds润滑理论对流动模型进行定常简化后求得简单的解析或数值解，仿照干颗粒作用模型建立的。练国平等基于Reynolds润滑理论建立了牛顿流体湿颗粒作用模型，在两个接近的刚性球间有法向和切向相对运动时，只考虑因流体粘性在接触局部的缝隙产生的法向力和切向力，法向力包括液桥张力和挤压流动的法向粘性力。
对球间有幂律流体时的法向作用，Rodin用渐近法得到对任意球体的分段不连续解。徐泳等以Adams两等径圆球间有填隙幂律流体时的分分析，导出了任意球体间挤压力的表达式并提出拟合公式。Lian等进一步给出近似封闭解。幂律流体下球间的切向作用因非轴对称更复杂。黄文彬、李红艳等采用小参数法导出了压力方程，得到切向阻力的解析解。这两方面作用的研究为非牛顿流体下的湿散体的离散元模拟提供近似模型和算法，其适用性还需要进一步验证。
主讲人简介：
徐泳，男，1946年4月生，籍贯河南博爱，汉族。工学硕士。现任教于中国农业大学理学院应用力学系，教授，博士生导师，专业固体力学。
1999-2001年：主持完成联合利华国际合作项目《冰晶与非牛顿填隙流体结构交互作用研究及离散元法模拟》；
2000-2002年：主持完成国家自然科学基金《颗粒离散元法及其在农业工程中应用的研究》；
2004年：主持国家自然科学基金项目《颗粒离散元法可应用性的数值及实验研究》；
主持国家自然基金国际合作项目《耕作土壤动力学行为的三维离散元法仿真》
主要研究方向为颗粒离散元法，与国际同行专家有较多联系和交流。在国内外重要学术刊物和会议发表论文30余篇。
题 目：地质体结构面的刚度、强度以及CDEM计算方法
主讲人：李世海，中国科学院力学研究所
提 要：
1、地质工程中的关健力学问题
2、地质体结构面的特性
3、块体离散元刚度、强度选取方法
4、在不同的物理模型中块体离散元刚度、强度的意义
5、块体离散元在解决工程问题中存在的问题
6、基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)(Continuum_based Distinct Element Method)
a)弹簧刚度求解
b)弹簧破坏准则
主讲人简介：
李世海，1982年毕业于河北工业大学物理专业获物理学理学学士，1984年毕业于天津大学力学系获硕士学位。1991年毕业于中国科学院力学研究所，获博士学位。现任中国科学院力学研究所研究员、爆炸与岩土力学责任研究员。长期从事工程力学研究，注重应用力学与工程实际相结合。曾主持多项大型工程中的关键力学问题研究主要工作包括：爆炸方法加密饱和松散技术及其工程应用研究；三峡二期围堰风化砂密度校核实验与理论研究；三峡三期围堰爆破拆除方案设计与研究；近期的主要研究方向是地质工程中的关键力学问题研究，现任中国科学院重要研究方向《山体滑坡防治中的关键力学问题研究》首席科学家，中国岩石力学与工程学会理事、中国爆破工程协会理事、中国岩石力学与工程学会物理与数值模拟专业委员会副主任委员；中国振动学会土动力学专业委员会委员；中国力学学会爆破专业委员会委员；国家973项目《灾害环境下重大工程安全性的基础研究》专家组成员；International Journal of Computational Methods (IJCM) 编委；《中国地质灾害与防治学报》常务编委；《岩土工程学报》编委；《岩石力学与工程学报》编委；《兵工学报》编委；《地质灾害与环境保护》编委；主要从事灾害环境下重大工程的安全性、地质体力学特性定量化描述方法、滑坡灾害防治中的关键力学问题、连续与非连续介质的计算方法等方面的研究；所带领的滑坡项目组在深入开展理论和实验研究的基础上，提出了我国滑坡灾害防治新的技术路线。拥有国家发明专利5项；CDEC (Continmum-baced Distinct Element Code) 和 BPEC(Block Particle Element Code)软件的发明人。
《概率岩土工程》讲习班、学术交流会日程
2004年12月10日
上午：
9:00-10:00 主讲人：Wilson H Tang教授，香港科技大学土木系
题 目：针对边坡有效管理的可靠度模拟
(Performance Based Modelling of Slope Reliability for Effective Slope Management)
10:00-10:20 休息
10:20-11:05 主讲人：张利民教授，香港科技大学土木系
题 目：功能极限状态设计中的地基基础概率容许位移
(Probabilistic Limiting Tolerable Displacements for Serviceability Limit State Design of Foundations)
11:05-11:15 休息
11:15-12:00 主讲人：张利民教授，香港科技大学土木系
题 目：可靠度框架下的基础工程风险管理
(Risk Management in Foundation Engineering in the Framework of Reliability-Based Design)
下午：
2：00—2：30 主讲人：王建锋，中国科学院力学研究所
题 目：岩土工程中的Bayes方法
2：30—5：00 岩土工程可靠度讨论
题 目：针对边坡有效管理的可靠度模拟(Performance Based Modelling of Slope Reliability for Effective Slope Management)
主讲人：Wilson H Tang教授，香港科技大学土木系
提 要：
像许多其它山区一样，香港受到严重暴雨期间滑坡的威胁。城市区人工切坡的安全性成为主要问题。然而，目前边坡工程可靠度分析中，有关各种服务期边坡可靠性的衰退，还没有得到明晰的考虑。实际中，普遍使用的评价给定服务期内的边坡可靠性的，并作为常数的年破坏概率，不能够反映边坡衰退特征。本讲座将介绍一种能够概率模拟破坏概率随时间变化的这类衰退效应的方法。我们系统地分析了香港地区大量边坡的已有性状，并将这种分析用于计算不同年龄、不同期望服务期的各类边坡的破坏概率。通过这些工作，不同服务期内的不同年龄的边坡的可靠度，得到了合理预测。这些结果将对香港地区成千上万现存的老边坡的日常维护计划等各类工作非常有帮助，同时也可用于比较运用不同标准设计的边坡的性能。
先前的概率主要是政府部门的规划者，为了滑坡灾害管理，而对边坡的可靠度进行的全局估计。对于具体的项目来讲，需要的是更为精确的针对场地的破坏概率。在这种情况下，通常都用标准的可靠度分析来精确估计可靠度指标，当然这需要借助于其它特定场地的资料。然而，此类破坏概率仍然受到所采用的确定性和概率模型本身的限制，相应的结果也不反映衰退效应的自然属性。此时，所观察到的边坡实际行为能够再次提供信息，用于消除自然而然产生的模型误差，而校准所计算的破坏概率。基于Bayes方法，边坡的实际行为、系统衰退效应和其它未被考虑到的因素，能够系统地耦合在一起，将给定边坡的所计算的可靠度指标转换到边坡真实破坏概率的估计上来。
这种破坏概率将校正高估或低估了的计算破坏概率。同时，先前估计的全局破坏概率，能够用作额外的先验信息，来给出全部校准的破坏概率。之后，进一步提供了一种方法，用于评价了与校准破坏概率有关的不确定性，这种不确定性来源于所假定的概率模型、数据的充分性等因素。通过这种方法，一个给定边坡的可靠度估计及其置信区间，能够较好地服务于边坡维护改善、滑坡灾害管理等决策。
Like many other places with a hilly terrain, Hong Kong has been subjected to threats of landslides when heavy rainstorms occur. The safety of man-made cut slopes in urban area is a major concern. The effect of deterioration on the reliability of slopes of various periods of service, however, has seldom been considered explicitly in the current reliability approach in slope engineering. Constant annual failure probabilities that are commonly used in practice to evaluate reliability of a slope over a given expected service period may not be capable of capturing the deteriorating characteristics of slopes. This presentation will describe a procedure to model probabilistically the deteriorating effect on the failure probability with time. Past performance of an extensive set of cut slopes in Hong Kong is systematically analyzed to evaluate the stability failure probabilities for slopes of different ages and for different expected service periods. Through this exercise, the reliability of slopes of different ages in different future service periods could reasonably be predicted. The results would be very useful for planning of maintenance and retrofitting works to the thousands of remaining old slopes in Hong Kong, and for comparing performance of slopes designed on different standards.
While the previous probability would serve a global estimate of slope reliability to assist landslide hazard management by the government planners, a more accurate site-specific failure probability would be needed for an individual project. In this case, a formal reliability analysis is usually conducted with the benefit of the additional site-specific data to provide a more accurate estimate of the reliability index. However, the corresponding failure probability would still be limited by the deterministic and probabilistic model assumed, which may not necessarily represent the state of nature such as the deteriorating effect. Observed performances could again provide valuable information to calibrate this calculated probability for the model error that may have been accrued. Through a Bayesian procedure, performance records and effect of system deterioration and other unaccounted for factors can be systematically incorporated to convert the calculated reliability index of a given slope to an estimate of the real probability of failure.
This probability will correct for the under or over conservatism of the true probability by the calculated reliability index. At the same time, the previous global estimate of failure probability can serve as additional prior information to yield the overall calibrated probability. A procedure is further introduced to assess the uncertainty associated with the calibrated probability, resulting from various factors including the assumed probabilistic models and the availability of performance records for calibration. Through this formulation, the reliability estimate of a given slope (of similar type and under similar environmental condition) and its associated confidence range can be realistically assessed to provide inputs for a more defensible decision regarding slope improvement and landslide hazard management.
主讲人简介：
Professor Wilson Tang graduated obtained BS and MS degrees from M.I.T. and Ph.D. from Stanford University in 1969. He subsequently began his academic career at the University of Illinois at Urbana-Champaign and became Professor of Civil Engineering in 1980 and Associate Head of the Department in 1989. During his sabbatical leaves, Professor Tang has served as Visiting Professor at National Singapore University and Guggenheim Fellow at the Norwegian Geotechnical Institute and Imperial College in London. Professor Tang returned to Hong Kong and Headed the Department of Civil Engineering at the Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) from 1996 to 2001. The faculty in the department has brought in and developed advanced technologies that have impact major infrastructure projects in Hong Kong and the region.
Professor Tang is well known for his work in the general area of risk, reliability and decision analysis. He has led many research projects in developing reliability methodologies to geotechnical, offshore, structural, transportation and other engineering. His recent research projects sponsored by the Research Grant Commission of Hong Kong focus on the use of reliability methods to integrate field and centrifuge test results for optimal design of deep pile foundations and soil nail systems in loose fill slopes. Professor Tang has been serving as consultant to various industrial and governmental agencies worldwide on risk, reliability and statistical studies with applications especially to geotechnical problems such as in offshore foundations and landslide mitigation. Besides conducting various short courses on reliability methodologies, he was an invited keynote lecturer and lecturer at many national and international conferences and companies. Professor Tang is a registered Professional Engineer and Structural Engineer in Illinois (USA) and Fellow of the Hong Kong Institute of Engineers.
He was a member of the Geotechnical Board at the US National Academy of Sciences and chaired the NRC committee on reliability methods for risk mitigation in geotechnical engineering. He is a fellow of ASCE. He has chaired and vice-chaired technical committees in ASCE and ISSMGE. He is a member of the Executive Board of International Association of Structural Safety and Reliability as well as editorial board member of Structural Safety and several other international journals. In Hong Kong, Professor Tang has served on two high-level advisory committees to the Hong Kong SAR Government, namely the Land and Building Advisory Committee and Transport Advisory Committee. Lastly, Professor Tang was a founding member and Past President of the Hong Kong Section of ASCE.
Professor Tang published over 180 technical publications; including two widely used texts on probability concepts in engineering planning and designs, which already had several translations. Among his awards include the Guggenheim Fellow, UIUC Campus Award for Excellence in Undergraduate Instruction, the ASCE State-of-the-Art Award, and T.K. Hsieh Award from Institute of Civil Engineers in UK for his contributions to the field of geotechnical reliability. In recognition of his accomplishments in the reliability-based design of offshore structures, Professor Tang has been elected to the Offshore Energy Center’s Hall of Fame. He was also awarded Honorary Professor in two universities in China. He was recently elected as honorary member of ASCE.
题 目：功能极限状态设计中的地基基础概率容许位移(Probabilistic Limiting Tolerable Displacements for Serviceability Limit State Design of Foundations)
主讲人：张利民教授，香港科技大学土木系
提 要：
岩土工程设计需要同时满足极端的极限状态和功能极限状态要求。极限状态设计主要指各种功能要求，并要求考虑各种不确定性。目前，大多数极限状态设计规范，运用可靠度原理来对极端极限状态进行设计。然而，传统的确定性方法常常考虑功能极限状态。本讲座介绍一种基于功能考虑的，然而是在可靠度框架下的位移判据，并给出了限定的容许位移地概率分布。为了一致，此位移判据可以与极端状态下的位移判据进行对比。此判据既考虑了限制容许位移的不确定性，也考虑了期望荷载下的估计位移的不确定性。为了给出合适的限制容许位移地概率分布，研究了超过400个桥梁和300个建筑的观察位移及行为数据。借助于脆性曲线，分别建立了各种类型结构的限制容许位移和扭角的概率分布。运用所建立的基于可靠度框架的位移准则，和限制容许位移概率分布，极端极限和功能极限状态设计的理念将达成一致。
The design of a geotechnical work should satisfy both the ultimate limit state and serviceability limit state requirements. The limit-state design approach addresses various performance requirements and aims to accommodate uncertainties. Presently, most limit-state design codes use reliability principles for designing for ultimate limit states. However, serviceability limit states are often considered using the conventional deterministic approach. In this talk, a reliability-based displacement criterion for serviceability considerations is introduced and probability distributions of the limiting tolerable displacements of structures are described. The displacement criterion is analogous to that for the ultimate limits for harmonisation purposes. It considers uncertainties in both estimated displacements under expected service loads and the limiting tolerable displacements.
To formulate appropriate probability distributions of the limiting tolerable displacements, observed displacements and performance of over 400 bridges and 300 buildings are investigated. The probabilistic distributions of the limiting tolerable settlement and angular distortion for each type of the structures studied are then established by the use of fragility curves. With the establishment of the reliability-based displacement criterion and the probability distributions of the limiting tolerable displacements, the philosophies of limit-state design for both ultimate limits and serviceability limits would become more consistent.
题 目：可靠度框架下的基础工程风险管理(Risk Management in Foundation Engineering in the Framework of Reliability-Based Design)
主讲人：张利民教授，香港科技大学土木系
提 要：
本讲座试图将可靠度框架下风险管理运用于基础工程设计。为了易于进行风险管理，首先描述和罗列了基础工程设计和施工中的不确定性。接着，探讨了与许用应力法、基于可靠度的设计方法等两类常用的设计方法有关的安全水平。阐述了用于不确定性约减和风险管理的Bayes方法的基本原理，并给出了一个基础工程寿命期内的风险管理规划。最后，讨论了可靠度框架设计的研究和发展的意义。
An attempt is made to lay a reliability-based framework for risk management in foundation engineering. First, uncertainties involved in foundation design and construction are described and organized to facilitate risk management. Then, safety levels associated with two common design approaches, i.e., the allowable stress design approach and the reliability-based design approach are examined. The principle of using the Bayesian approach for uncertainty reduction and risk management is described and illustrated. Subsequently, a risk management plan is depicted, which is targeted at effectively managing risks throughout the life cycle of a foundation. Finally, the value of research and development in the framework of reliability-based design is discussed.
主讲人简介：
Dr. Zhang is currently an assistant professor at the Department of Civil Engineering, the Hong Kong University of Science and Technology (HKUST). He received his Ph.D degree in Geotechnical Engineering in 1989 from Sichuan University. Subsequently, he taught at the university for six years and was promoted to the rank of full professor in 1994. He then spent a half year in Karlsruhe University, Germany, and three years in the University of Florida, USA, as a post doctoral research associate before joining HKUST in 2000.
Dr. Zhang’s research areas include deep foundations, quality assurance, embankments and slopes, natural disasters reduction, and geotechnical risk and reliability. He is actively investigating the safety of critical infrastructures under extreme events. He is also exploring an integrated approach for identification and management of risks during the design, construction and operation stages of a civil engineering project. He has published over 130 technical papers.
Dr. Zhang serves in the Risk Assessment and Management Committee of the American Society of Civil Engineers, the Technical Committees TC18 (Deep foundations) and TC23 (Limit State Design in Geotechnical Engineering) of the International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, and several other professional bodies.
题 目：岩土工程中的Bayes方法
主讲人：王建锋，中国科学院力学研究所
提 要:
经典的岩土工程统计分析中，都假定分布参数为常量，运用样本统计量对参数进行估计。这种估计不可避免有误差，并且精确的估计需要大量的样本。然而，岩土工程中，尤其是原位试验数据，由于费时和昂贵，数据量都极为有限。在这种情况下，参数的估计通常要依赖于工程经验。传统的统计方法，没有提供将工程经验与观察数据相结合的方法，而Bayes方法则能有效地解决此类问题。
Bayes方法假定分布的未知参数是随机变量。参数估计方法本身带来的不确定性，可以通过Bayes定理与随机变量本身固有的变异性结合起来。基于这种处理方法，来源于主观的判断、经验或一些间接的信息，可以很好地与观察数据相结合，来获得分布参数的估计。方法本身主要涉及全概率事件、条件概率等概念和Bayes定理，其实质类似于“加权估计”。可以说，传统的“工程地质类比法”的定量化延伸。在有充分工程经验的岩土工程场合，Bayes方法更具有优越性。
本讲座主要介绍Bayes方法的基本概念、原理，以及在桩基承载力、边坡稳定、场地勘探中的应用。
主讲人简介：
王建锋，中国科学院力学研究所副研究员。1997年在中国地质大学(武汉)获得工学博士学位。从1987年至1997年，他在该校任讲师、副教授，主讲工程地质学课程。1997-1999年，他在中国科学院非线性力学国家重点实验室做博士后研究，主要从事滑坡力学过程研究。2000年，他花费一年时间，在香港科技大学土木系访问，师从国际结构可靠度领域著名学者Wilson H Tang教授，学习岩土工程概率可靠度理论。他先后获得过中国地质学会颁发的“银锤奖”，中国地质大学“教学优秀奖”，“中科院－王宽城博士后奖励基金”等奖励；主持过和参加过若干与滑坡研究有关的重要课题研究；目前，他还广泛参与国际交流与合作，被韩国金乌工科大学聘为Adjunct Professor。他发表有70余篇论文。近年，他专注地学与力学、概率的结合研究。
