水工岩石力学教育部重点实验室简介及研究方向和学科带头人

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水工岩石力学教育部重点实验室于2009年立项，2010年通过建设计划论证获批依托武汉大学建设，2013年通过教育部建设验收，2018年通过教育部评估。现任实验室主任为陈益峰教授。实验室面向水工岩石力学前沿科学问题和重大国家需求开展基础理论和应用基础理论研究，目前设有三个研究方向：(1) 岩石力学宏细观理论与多场耦合效应；(2) 水利水电工程岩体稳定分析理论与控制技术；(3) 库坝岩石工程全寿命周期安全理论与智能化技术，并设有多场耦合与多相流、颗粒材料细观力学、岩石开挖爆破效应、深部岩体安全控制、高边坡稳定性分析、岩土工程风险控制等六个研究室。

水工岩石力学教育部重点实验室现有固定研究人员40人，流动研究人员17人，管理及技术人员5人，其中高级职称57人，40岁以下22人。在实验室固定研究人员中，有国家“973”项目首席科学家2人，国家杰出青年基金获得者4人，长江学者特聘教授2人，国家千人计划入选者1人，国家“四青”人才5人，中国科协青年托举人才工程入选者2人；高等学校学科创新引智基地（“111”计划）1个，教育部创新团队1个，湖北省创新团队1个。研究队伍基本素质高，年富力强、结构合理，有从事科技创新应用基础研究的潜力和优势。

2014年以来，实验室研究人员出版专著13部，发表论文890余篇，其中SCI收录360余篇，EI收录380余篇，参编行业标准3部，授权发明专利和软件著作权80余项，获省部级以上奖励10余项，设立开放基金24项。

水工岩石力学教育部重点实验室依托武汉大学水利、土木与矿业双一流学科群，其中水利工程一级学科为国家重点学科，土木工程一级学科为湖北省重点学科，具有良好的学科支撑条件。实验室目前拥有多相流实验室、水工模型实验室、土力学实验室、岩石力学实验室、结构实验室和湖北省力学实验教学示范中心，具有良好的科研实验与研究条件。



多场耦合与多相流研究室             主任：胡   冉

颗粒材料细观力学研究室             主任：马   刚

岩石开挖爆破效应研究室             主任：王高辉

深部岩体安全控制研究室             主任：唐旭海

高边坡稳定性分析研究室             主任：位   伟

岩土工程风险控制研究室             主任：曹子君



水工岩石力学教育部重点实验室：https://rocklab.whu.edu.cn/



水工岩石力学方向一
岩石力学宏细观理论与多场耦合效应          负责人：周创兵
重点研究裂隙岩体变形与渗透特性、多层次变尺度岩体力学参数与参数场、裂隙岩体多相流传输机理与本构关系、裂隙岩体THM耦合机理及耦合模型、考虑工程作用效应的岩体多场广义耦合机理与耦合模型、裂隙岩体THM耦合数值模拟方法与分析平台、基于多场多相耦合的工程岩体渗流-变形分析及渗流-变形控制方法等。

水工岩石力学方向二
水利水电工程岩体稳定分析理论与控制技术          负责人：常晓林
重点研究高混凝土坝岩基宏观力学参数与演化规律、高混凝土坝岩基抗滑稳定分析方法与设计原则和安全度判据、高混凝土坝整体稳定性的实时监控与预警方法、高堆石坝体后期变形（流变、湿化）特性、高堆石坝体本构关系与应力变形分析方法、高堆石坝流变机理及本构模型、高坝岩基加固机理、高堆石坝体渗流控制、高坝系统风险分析与风险调控方法等。

水工岩石力学方向三
库坝岩石工程全寿命周期安全理论与智能化技术          负责人：卢文波
主要研究岩体开挖爆破振动传播及衰减规律、爆破振动安全判据、爆破振动控制技术、复杂岩体开挖卸荷松动机理、开挖瞬态卸荷诱发振动机理与规律、复杂条件下的高坝岩基、高边坡及地下洞室岩体开挖爆破优化技术、爆破振动监测与反馈分析、岩坎（围堰）爆破拆除技术以及筑坝级配料开采技术等。



实验室主任 陈益峰

1974年生，二级教授、博士生导师。1998年毕业于武汉水利电力大学水利水电工程建筑专业，2001年获武汉大学岩土工程硕士学位，2004年获武汉大学计算机软件与理论博士学位。2006年晋升副教授，2009年破格晋升教授，先后在香港理工大学和瑞典皇家理工学院担任研究助理和访问学者。

主要从事多孔裂隙介质复杂渗流（非达西、非牛顿、多相）特性与控制技术、地质介质渗流-溶质运移-化学侵蚀与碳循环耦合机理、岩土多场多相耦合机理与跨尺度数值模拟方法、水利水电工程水文地质评价与渗流-变形协同控制、岩体稳定分析理论与灾害防治等领域的教学和科研工作。先后主持教育部新世纪人才、国家优青、国家杰青和国家重点研发计划课题等基础科研项目10余项，重大水利水电工程科研项目30余项。

研究成果以第一完成人获教育部和湖北省科技进步一等奖各1项，以主要完成人获国家科技进步二等奖2项、省部级科技奖励6项。近5年在Geophysical Research Letters、Water Resources Research、Journal of Fluid Mechanics、International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences、《力学学报》等国内外高水平学术期刊发表论文50余篇。目前已培养硕士、博士毕业生40余名。

电子邮箱：csyfchen@whu.edu.cn。



学术兼职

l International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences副主编（2017年至今，Elsevier出版社聘任，IF = 7.135）

l Bulletin of Engineering Geology and the Environments编委（2017年至今，IF = 4.298）

l Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering理事和编委（2020年至今，IF = 4.338）

l 《岩石力学与工程学报》编委（2014年至今）

l 中国岩石力学与工程学会岩体物理数学模拟专委会 副主任委员

l 中国大坝工程学会 理事

l 中国大坝工程学会库坝渗流与控制专委会 秘书长

l 中国大坝工程学会大坝数值模拟专委会 副主任委员

l 中国水利学会岩土力学专委会 副主任委员

l 湖北省岩石力学与工程学会 副理事长



学术奖励

l 高水头水电工程岩体渗流演化特征与控制关键技术，教育部科技进步一等奖，2016年，第1完成人

l 水利工程渗流非线性分析理论与多元控制关键技术，湖北省科技进步一等奖，2012年，第1完成人

l 水利水电工程渗流多层次控制理论与应用，国家科技进步二等奖，2012年，第5完成人

l 复杂岩体多场广义耦合理论及工程应用研究，国家科技进步奖二等奖，2006年，第7完成人



代表性论文

l Hu R, Wang T*, Yang Z, Xiao Y, Chen YF*, Zhou CB (2021) Dissolution hotspots in rough fractures. Geophysical Research Letters, Doi: 10.1029/2021GL094118.

l Chen YF*, Zeng J, Shi HT, Wang YF, Hu R, Yang Z, Zhou CB* (2021) Variation in hydraulic conductivity of fractured rocks at a dam foundation during operation. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 13(2): 351-367.

l Lan T, Hu R*, Yang Z, Wu DS, Chen YF* (2020) Transitions of fluid invasion patterns in porous media. Geophysical Research Letters, 47: e2020GL089682.

l Chen YF*, Yu H, Ma HZ, Li X, Hu R*, Yang Z (2020) Inverse modeling of saturated-unsaturated flow in site-scale fractured rocks using the continuum approach: A case study at Baihetan dam site, Southwest China. Journal of Hydrology, 584: 124693.

l Chen YF*, Liao Z, Zhou JQ, Hu R, Yang Z, Zhao XJ, Wu XL, Yang XL (2020) Non-Darcian flow effect on discharge into a tunnel in karst aquifers. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 130: 104319.

l Zhou JQ, Chen YF*, Wang L, Cardenas MB (2019) Universal relationship between viscous and inertial permeability of geologic media. Geophysical Research Letters, 46: 1441-1448.

l Zhou JQ, Chen YF*, Tang H*, Wang L, Cardenas MB (2019) Disentangling the simultaneous effects of inertial losses and fracture dilation on permeability of pressurized fractured rocks. Geophysical Research Letters, 46: 8862-8871.

l Hu R*, Zhou CX, Wu DS, Yang Z, Chen YF* (2019) Roughness control on multiphase flow in rock fractures. Geophysical Research Letters, 46(21): 12002-12011.

l Zhou JQ, Wang L*, Chen YF*, Cardenas MB (2019) Mass transfer between recirculation and main flow zones: Is physically-based parameterization possible? Water Resources Research, 55: 345-362.

l Yang Z*, Meheust Y, Neuweiler I, Hu R, Niemi A, Chen YF* (2019) Modeling immiscible two-phase flow in rough fractures from capillary to viscous fingering. Water Resources Research, 55: 2033-2056.

l Yang Z*, Xue S, Zheng X, Chen YF* (2019) Partitioning dynamics of gravity-driven unsaturated flow through simple T-shaped fracture intersections. Water Resources Research, 55(8): 7130-7142.

l Hu R*, Lan T, Wei GJ, Chen YF* (2019) Phase diagram of quasi-static immiscible displacement in disordered porous media. Journal of Fluid Mechanics, 875: 448-475.

l Chen YF*, Li BY*, Liu MM, Hu R, Yang Z (2019) A Forchheimer’s law-based analytical model for constant-rate tests with linear flow pattern. Advances in Water Resources, 128: 1-12.

l Yang Z*, Li D, Xue S, Hu R, Chen YF* (2019) Effect of aperture field anisotropy on two-phase flow in rough fractures. Advances in Water Resources, 132: 103390.

l Hu R, Wan J, Yang Z, Chen YF*, Tokunaga T (2018) Wettability and flow rate impacts on immiscible displacement: A theoretical model. Geophysical Research Letters, 45: 3077-3086.

l Hu R, Wu DS*, Yang Z, Chen YF* (2018) Energy conversion reveals regime transition of imbibition in a rough fracture. Geophysical Research Letters, 45: 8993-9002.

l Chen YF*, Ling XM, Liu MM, Hu R*, Yang Z (2018) Statistical distribution of hydraulic conductivity of rocks in deep-incised valleys, Southwest China. Journal of Hydrology, 566: 216-226.

l Chen YF, Wu DS, Fang S, Hu R* (2018) Experimental study on two-phase flow in rough fracture: phase diagram and localized flow channel. International Journal of Heat and Mass Transfer, 122: 1298-1307.

l Chen YF, Guo N, Wu DS, Hu R* (2018) Numerical investigation on immiscible displacement in 3D rough fracture: Comparison with experiments and the role of viscous and capillary forces. Advances in Water Resources, 118: 39-48.

l Zhou JQ, Wang M, Wang L, Chen YF*, Zhou CB (2018) Emergence of non-linear laminar flow in fractures during shear. Rock Mechanics and Rock Engineering, 51: 3635-3643.

l Chen YF, Fang S, Wu DS, Hu R* (2017) Visualizing and quantifying the crossover from capillary fingering to viscous fingering in a rough fracture. Water Resources Research, 53: 7756-7772.

l Liu MM, Chen YF*, Zhan H, Hu R, Zhou CB (2017) A generalized Forchheimer radial flow model for constant rate tests. Advances in Water Resources, 107: 317-325.

l Liu MM, Chen YF*, Wei K, Zhou CB (2017) Interpretation of gas transient pulse tests on low-porosity rocks. Geophysical Journal International, 210(3): 1845-1857.

l Hong JM, Chen YF*, Liu MM, Zhou CB (2017) Inverse modelling of groundwater flow around a large-scale underground cavern system considering the excavation-induced hydraulic conductivity variation. Computers and Geotechnics, 81: 346-359.

l Hu R, Chen YF*, Zhou CB, Liu HH (2017) A numerical formulation with unified unilateral boundary condition for unsaturated flow problems in porous media. Acta Geotechnica, 12(2): 277-291.

l Li X, Chen YF*, Hu R, Yang Z (2017) Towards an optimization design of seepage control: A case study in dam engineering. Science China Technological Sciences, 60(12): 1903-1916.

l Liu MM, Chen YF*, Hong JM, Zhou CB (2016) A generalized non-Darcian radial flow model for constant rate test. Water Resources Research, 52: 9325-9343.

l Wang M, Chen YF*, Ma GW, Zhou JQ, Zhou CB (2016) Influence of surface roughness on non-linear flow behaviors in 3D self-affine rough fractures: Lattice Boltzmann simulations. Advances in Water Resources, 96: 373-388.

l Chen YF*, Hong JM, Zheng HK, Li Y, Hu R, Zhou CB (2016) Evaluation of groundwater leakage into a drainage tunnel in Jinping-I arch dam foundation in Southwestern China: A case study. Rock Mechanics and Rock Engineering, 49(3): 961-979.

l Liu W, Chen YF*, Hu R, Zhou W, Zhou CB (2016) A two-step homogenization-based permeability model for deformable fractured rocks with consideration of coupled damage and friction effects. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 89: 212-226.

l Hu R, Chen YF*, Liu HH, Zhou CB (2016) A coupled two-phase fluid flow and elastoplastic deformation model for unsaturated soils: Theory, implementation and application. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 40: 1023-1058.

l Zhou JQ, Hu SH, Chen YF*, Wang M, Zhou CB (2016) The friction factor in the Forchheimer equation for rock fractures. Rock Mechanics and Rock Engineering, 49(8): 3055-3068.

l Chen YF*, Wei K, Liu W, Hu SH, Hu R, Zhou CB (2016) Experimental characterization and micromechanical modelling of anisotropic slates. Rock Mechanics and Rock Engineering, 49(9): 3541-3557.

l Chen YF*, Hu SH, Hu R, Zhou CB (2015) Estimating hydraulic conductivity of fractured rocks from high pressure packer tests with an Izbash’s law-based empirical model. Water Resources Research, 51: 2096-2118.

l Chen YF*, Zhou JQ, Hu SH, Hu R, Zhou CB (2015) Evaluation of Forchheimer equation coefficients for non-Darcy flow in deformable rough-walled fractures. Journal of Hydrology, 529: 993-1006.

l Chen YF*, Zhou S, Hu R, Zhou CB (2015) A homogenization-based model for estimating effective thermal conductivity of unsaturated compacted bentonites. International Journal of Heat and Mass Transfer, 83: 731-740.

l Wang M, Chen YF*, Zhou S, Hu R, Zhou CB (2015) A homogenization-based model for the effective thermal conductivity of bentonite-sand based buffer material. International Communications in Heat and Mass Transfer, 68: 43-49.

l Zhou JQ, Hu SH, Fang S, Chen YF*, Zhou CB (2015) Nonlinear flow behaviors at low Reynolds number through rough-walled fractures subjected to normal compressive loading. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 80: 202-218.

l Zhou CB, Liu W, Chen YF*, Hu R, Wei K (2015) Inverse modeling of leakage through a rock-fill dam foundation during its construction stage using transient flow model, neural network and genetic algorithm. Engineering Geology, 187: 183-195.

l Chen YF*, Liu MM, Hu SH, Zhou CB (2015) Non-Darcy’s law-based analytical models for data interpretation of high-pressure packer tests in fractured rocks. Engineering Geology, 199: 91-106.

l Chen YF*, Zheng HK, Wang M, Hong JM, Zhou CB (2015) Excavation-induced relaxation effects and hydraulic conductivity variations in the surrounding rocks of a large-scale underground powerhouse cavern system. Tunnelling and Underground Space Technology, 49: 253-267.

l Hu R, Chen YF*, Liu HH, Zhou CB (2015) A coupled stress-strain and hydraulic hysteresis model for unsaturated soils: Thermodynamic analysis and model evaluation. Computers and Geotechnics, 63: 159-170.