1、2019年度国家自然科学奖提名项目公示项目名称 卸荷诱发边坡破裂机理及稳定性评价基础理论提名单位 中国岩石力学与工程学会提名意见：大规模开挖或河流下切使得边坡侧向应力卸荷显著，造成坡体应力重分布。鉴于这种卸荷诱发边坡灾害十分突出，创新性深入开展了河谷高边坡动力演化、卸荷岩体力学与边坡稳定性定量评价三个关键基础理论研究。首次发现高应力环境下河流下切诱发高边坡卸荷破裂体系（模式）及三阶段动力演化机制，揭示了卸荷诱发滑坡的地质力学机理。率先系统地建立高应力、侧向卸荷条件下卸荷岩体力学理论体系，提出卸荷诱发岩石损伤破裂的能量转化机理及判据。首次建立高应力环境下大规模开挖裂隙岩体边坡破裂面贯通模式及稳定
2、性极限平衡计算理论，提出基于卸荷岩体力学的高边坡开挖稳定性数值模拟理论。8篇代表性论文均发表于工程地质及岩体力学领域国内外顶尖期刊，总他引830次，其中单篇最高他引322次，SCI他引120次， Scopus他引316次。1篇代表性论文入选国际滑坡协会“Landslides Best Paper Award”（每年全球仅1篇，国内学者首次） ，3篇代表性论文入选“领跑者5000中国精品科技期刊顶尖学术论文”。得到了王思敬院士、何满潮院士、 landslides期刊主编Sassa Kyoji教授，新西兰地调局Mauri Mcsaveney教授等国内外知名专家的认可引用，尤其解释了河谷高边坡“ 深
3、部卸荷裂缝 ”的形成机理，为工程可行性决策及后期工程处理提供了关键理论支撑。获得了2018年度中国岩石力学与工程学会自然科学特等奖。提名该项目为国家自然科学奖 二 等奖。项目简介（限 1 页）近20余年，西部大开发涉及大量的高应力地区水电、交通、矿山等大规模高边坡工程开挖，特别是青藏高原东缘带高山峡谷地区。这与过去对自然高边坡的研究有明显区别，高应力环境下大规模开挖或河谷快速下切作用，使得高边坡表现出强烈的侧向应力卸荷（向坡体外侧卸荷）及复杂的卸荷诱发破裂特征，给工程建设及运营安全带来了巨大的挑战。项目组在4个国家自然科学基金项目（2项目重点项目和2项面上项目）及雅砻江锦屏一级、澜沧江小湾水电
4、站等高边坡工程项目资助下，围绕高地应力环境下卸荷诱发岩石高边坡破裂机理及稳定性评价的关键基础理论，取得了如下三个方面的重要科学发现：（1）首次发现卸荷诱发高地应力区河谷高边坡破裂体系（模式）及动力演化机制。建立了高应力环境下河流下切形成河谷高边坡“驼峰” 应力场模型、边坡岩体破裂体系及坡体应力状态的分区模式，奠定了高边坡三阶段变形、破坏演化（表生改造，时效变形及破坏发展阶段）的理论基础。建立了高应力环境下高边坡垂直、席状及深部等卸荷裂隙（缝）的形成机制，揭示了高地应力强卸荷地区大型滑坡灾害的宏观地质力学机理。代表性论文1-2。（2）率先系统地建立了高应力条件下卸荷岩体力学理论，提出了卸荷诱发岩
5、体损伤破裂的能量转化机理。建立了高应力、侧向卸荷条件下岩石（体）变形、强度、多尺度损伤破裂、应力水平及卸荷速率的影响规律及破裂机理等卸荷岩体力学理论体系。发现了高应力卸荷条件下岩石向卸荷侧强烈扩容、粘聚力显著减小及卸荷速率控制效应等重要规律。建立了高应力条件下卸荷诱发岩石破裂的应变能转化机理及能量状态控制方程与岩爆灾害的残余应变能判据，揭示了应变能的快速释放及耗散是其张性破裂的内在机理。代表性论文3-6。（3）首次系统地建立了高应力环境下大规模开挖裂隙岩体边坡破裂面贯通模式及稳定性评价方法。揭示了卸荷诱发裂隙岩体边坡阶梯状破裂面的形成机理及贯通模式，建立了考虑破坏模式、拉剪强度、破裂面连通率及
6、岩桥贯通率的卸荷岩体边坡稳定性极限平衡计算理论。建立了基于卸荷岩体力学的边坡开挖稳定性数值模拟理论（考虑拉破坏的局部动态强度折减法） ，实现了边坡开挖安全的全过程动态评价。代表性论文2、7-8。8篇代表性论文均发表于国内外工程地质及岩石力学领域顶尖期刊，总他引830次，其中单篇最高他引322次，SCI他引120次， Scopus他引316次。1篇发表在Landslide(IF=3.811)代表性论文入选国际滑坡协会“最佳论文奖” （每年全球仅一篇入选，为中国学者首次） 。3篇中文代表作入选“领跑者5000中国精品科技期刊顶尖学术论文” 。得到了王思敬院士，何满潮院士、国际著名期刊Landsli
7、des 主编Sassa Kyoji教授，新西兰地质调查局Mauri McSaveney教授等国内外知名专家的认可引用，尤其是解释了以锦屏水电站为代表的西部深切河谷地区“深部卸荷裂缝 ”形成机理，为工程可行性决策和后期工程处理提供了关键理论支撑。此成果获得了2018年度中国岩石力学与工程学会自然科学特等奖。客观评价（限 2 页）8 篇 代 表 性 论 文 在 SCIE 及 Scopus 等 数 据 库 中 被 他 人 总 引 用 830 次 ，其 中 单 篇 最 高 他 引 322 次 ， SCI 他 引 120 次 ， Scopus 他 引 316 次 。1. 关 于 河 流 下 切 诱 发
8、河 谷 高 边 坡 破 裂 体 系 和 动 力 演 化 机 制 的 科 学 发现 ， 前 国 际 滑 坡 协 会 主 席 、 本 领 域 Top 期 刊 Landslides 主 编 、 日 本 京 都 大学 教 授 Sassa Kyoji 发 表 在 Landslides 的 论 文 认 为 “建 立 了 20 世 纪 以 来中 国 西 南 地 区 大 型 滑 坡 机 理 的 数 据 库 ”（ Runqiu (2009) discussed an inventory of large landslides that have occurred in the southwest of Chin
9、a.见代 表 性 引 文 1） 。 莫 斯 科 国 立 大 学 Kidyaeva Vera 教 授 发 表 在 Frontiers of Earth Science 的 论 文 评 价 “论 证 了 青 藏 高 原 东 侧 高 应 力 区 滑 坡 的 易 发 性 ”（ Landslide-dammed lakes are common in mountainous areas around the world, including the Himalayas） 。 菲 律 宾 大 学 Yumul GP 教 授 发 表 在 Natural hazards 的 论 文 评 价 “发 现 了 人 类
10、 开 挖 工 程 活 动 改 变 了 边 坡 的 物理 作 用 机 理 ”（ Human activities inadvertently introduced instabilities on the slopes） 。 千 人 计 划 戴 峰 教 授 发 表 在 Rock Mech Rock Eng 的 论 文 评 价“建 立 了 卸 荷 条 件 下 岩 石 高 边 坡 发 育 的 动 力 过 程 ”(The geodynamical processes of high rock slope development under unloading were established by H
11、uang (2008)， 见 代 表 性 引 文 2)。此 外 ， 日 本 工 程 院 院 士 YJ Jiang 教 授 在 权 威 期 刊 IJRMM ， 长 江 学者 周 小 平 教 授 、 Engineering Geology 主 编 Charng-Hsein Juang 和 IAEG 会刊 主 编 Louis N.Y.Wong 在 Bull Eng Geol Environ ， 佛 罗 伦 萨 大 学F.Raspini 教 授 在 Landslides ， 德 国 Freiberg 工 业 大 学 H. Klapperich 教授 ， 墨 西 哥 A.A. Irasema、 清 华
12、大 学 林 鹏 教 授 等 多 次 引 用 了 本 发 现 点 代 表性 论 文 在 滑 坡 机 理 方 面 的 发 现 。 代 表 作 还 被 ISPRS J Photogramm （ IF 6.59） 、 Remote Sens Environ （ IF 7.73） 等 高 影 响 因 子 期 刊 论 文 引 用 。代 表 作 1 和 2 分 别 在 Landslides 关 于 “Catastrophic landslides”主 题 中引 用 次 数 排 第 1， 在 “岩 质 高 边 坡 ”主 题 的 中 文 论 文 引 用 次 数 排 第 1。2. 关 于 高 应 力 条 件 下
13、卸 荷 岩 体 力 学 理 论 和 能 量 转 化 的 科 学 发 现 ，S.Q.Yang 和澳大利亚 Monash University 地球能源实验室主任 P.G Ranjith 教授（G. G. for GeoEnergy and GeoResources 主编）发表在Arab J Geosci （见代表性引文 3）和Rock Mech Rock Eng的论文评论“发现了卸荷速率对破坏模式和能量转化有显著影响”（found that the unloading rate significantly influence rock failure modes and strain energ
14、y conversion） 。G. S. Su 和美国加州大学 J. WoodyJu 教授发表在Engineering Geology上的论文，原 ISRM 主席、现任FedIGS 主席 X.T. Feng 发表在Bull Eng Geol Environ的论文，B. Dai 和德国Technische 大学 Heinz Konietzky 教授发表在KSCE J Civ Eng的论文，以及D.Y. Li 发表在 Engineering Geology的论文均采用了代表作 3 的能量计算方法（如 Ue and Up can be calculated analyzing the stress-
15、strain curves of the tested specimens (Huang and Li 2014） ） 。针对代表作 6，乔兰教授和哥伦比亚大学教授 G. Dasgupta 发表在Rock Mech Rock Eng的论文（见代表性引文 4）评论“ 发现了弹性应变能与脆性破坏的紧密关系” （Found that the elastic strain energy favored brittle failure of the specimen） 。美国新墨西哥州大学 A. Zubelewicz 教授发表在Rock Mech Rock Eng的论文高度评价了应变率和能量相关的成果。
16、针对中文代表作 4-5，B. Dai 和德国 Heinz Konietzky 教授发表在KSCE J Civ Eng （见代表性引文 5） ，FedIGS 主席 X.T. Feng 发表在Engineering Geology ，长江学者或杰青代表王明洋、刘泉声、戚承志、周宏伟、卢文波、杨春和和陈建勋等发表在在Geosciences Journal 、 Bull Eng Geol Environ 、 Rock Mech Rock Eng等权威期刊均采用了代表作的高应力卸荷力学计算公式。何满潮院士发表在岩土力学 （见代表性引文 6） ，丛宇和郑颖人院士发表在岩石力学与工程学报正面评论了高应力下卸
17、荷速率影响的发现。代表性论文 3-6 引领了高应力卸荷岩体力学计算方法，分别在IJRMM关于“Energy ，unloading”方面的论文引用中排名第 2，在“岩石卸荷试验”和“卸荷速率”方面中文论文引用排名第1。3. 关于高应力环境下裂隙岩体边坡开挖卸荷稳定性评价理论的科学发现，L. O. Afolagboye 和王思敬院士发表在Acta Mechanica Sinica的论文评价“给出了含多组断续裂隙边坡破坏过程的深入理解”（代表性引文 7，give insight into understanding the cracking mechanism and process in a ro
18、ck mass） ；新加坡NTU 的 Z.Zhao 教授和英国利兹大学 K. Handley 教授发表在Rock Mech Rock Eng的论文引用了本代表作节理岩体的数值计算方法（Bond weakening of particles of a joint plane are often used as ways of generating rock joints） ；澳大利亚纽卡斯尔大学 J.Meng 和 S.W.Sloan 教授发表在Comput Geotech的论文评价“节理岩体破裂的模拟方法已经被广泛应用” （This approach is now used widely in
19、the rock mechanics community.） 。新西兰地质调查局 Mauri McSaveney 教授发表在Engineering Geology的论文评价：“ 动态强度折减法能有效捕捉到滑坡的前兆信息” （代表性引文 8，and small-scale rockfalls (Chen et al., 2013) as precursors） 。另外，加拿大 UBC 的 Tannant D.D.教授，英国诺丁汉大学Matthew R.Hall 教授和 Hamedan 理工大学 Babanouri, N.教授、美国杜克大学 H. Zheng 和 Jonathan Bars 教授等
20、也对此发现的代表性论文进行了正面引用。4、国内外重要学术奖励或荣誉（1）相关成果获得 2018 年度中国岩石力学与工程学会自然科学特等奖。（2）代表性论文 7 获得国际滑坡协会（ICL）2015 年度最佳论文奖（每年度全球仅一篇，自 2004 年设奖以来首次由中国学者获得） 。（3）三篇中文代表性论文（代表性论文 2、4、5）均入选“F5000 中国精品科技期刊顶尖学术论文”，入选岩石力学与工程学报高被引论文 Top100目录。代表性论文专著目录（不超过 8 篇）序号论文专著名称/刊名/作者年卷页码（xx 年xx 卷xx 页）发表时间（年月 日）通讯作者（含共同）第一作者（含共同）国内作者SC
21、I他引次数他引总次数论文署名单位是否包含国外单位1Some catastrophic landslides since the twentieth century in the southwest of China / Landslides / Huang Runqiu2009 年 6卷 69-81页2009年 03月 01日Huang RunqiuHuang Runqiu黄润秋 42 71 否2岩石高边坡发育的动力过程及其稳定性控制/岩石力学与工程学报/黄润秋2008 年27 卷1525-1544页2008年 08月 15日黄润秋 黄润 秋 黄润 秋 4 322 否3Conversion o
22、f strain energy in Triaxial Unloading Tests on Marble / International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences / Da Huang, Yanrong Li2014 年66 卷 160-168 页2014年 02月 01日Yanrong LiDa Huang黄达，李彦荣24 53 否4高地应力条件下卸荷速率对锦屏大理岩力学特性影响规律试验研究/岩石力学与工程学报/黄润秋，黄达2010 年29 卷 21-33 页2010年 01月 15日黄润秋 黄润 秋黄润秋，黄达5 164
23、否5卸荷条件下花岗岩力学特性试验研究/ 岩石力学与工程学报/黄润秋，黄达2008 年27 卷2205-2213页2008年 11月 15日黄润秋 黄润 秋黄润秋，黄达5 165 否6Strain rate dependency of coarse crystal marble under uniaxial compression: strength, deformation and strain energy/ Rock Mechanics and Rock Engineering/ Yanrong Li, Da Huang, Xian Li 2014 年47 卷1153-1164页2014年
24、 07月 01日Da HuangYanrong Li李彦荣，黄达，李喜安13 16 否7Step-path failure of rock slopes with intermittent 2015 年12 卷 911-926 页2015年 10月 01Da HuangDa Huang黄达，岑夺丰，13 15 是joints / Landslides / Da Huang, Duofeng Cen, Guowei Ma, Runqiu Huang 日 马国伟，黄润秋8Progressive Modelling of the gravity-induced landslide using the
25、 local dynamic strength reduction method / Journal of Mountain Science / CHEN Guo-qing, HUANG Run-qiu, XU Qiang, LI Tian-bin, ZHU Ming-lei2013 年10 卷 532-540 页2013年 08月 01日CHEN Guo-qingCHEN Guo-qing陈国庆，黄润秋，许强，李天斌，朱明磊14 24 否合计 120 830主要完成人情况姓名排名行政职务技术职称工作单位完成单位 对本项目贡献黄润秋1 副部 长 教授中华人民共和国生态环境部成都理工大学项目总体
26、学术思想及创新成果的首要贡献者，所涉及的三个重要科学发现均作出创新性贡献。代表性论文1，2，4，5中的第一及通讯作者，代表性论文7，8的重要作者。发现了河流下切卸荷诱发高地应力区河谷高边坡破裂体系（模式）及动力演化机制，揭示了高应力强卸荷地区大型滑坡灾害的宏观地质力学机理。系统地建立了高应力条件下卸荷岩体力学理论，提出了大规模开挖卸荷条件下裂隙岩体边坡破裂面贯通模式及稳定性评价方法。黄达 2院长助理 教授河北工业大学重庆大学重要科学发现二和三的主要贡献者，代表性论文3，6，7的第一或通讯作者，代表性论文4，5的重要作者。率先系统地建立了高应力、侧向卸荷条件下卸荷岩体力学理论，提出了卸荷诱发岩石
27、损伤破裂的能量转化机理，建立了高应力环境下大规模开挖裂隙岩体边坡破裂面贯通模式及稳定性极限平衡计算理论。陈国庆3 无 教授成都理工大学成都理工大学重要科学发现三的主要贡献者，代表性论文8的第一及通讯作者。基于岩体卸荷破裂的渐进性局部化损伤破坏原理，提出了考虑岩体拉破坏的高边坡开挖过程模拟动态局部强度折减理论。岑夺丰4 无 讲师河北工业大学重庆大学重要科学发现三的主要贡献者，代表性论文7的第二作者，建立了高应力环境下大规模开挖裂隙岩体边坡破裂面贯通模式及稳定性定量计算理论。完成人合作关系说明成都理工大学黄润秋（第一完成人，现工作于中华人民共和国生态环境部）及陈国庆（第三完成）与重庆大学黄达（第二
28、完成人，现工作于河北工业大学）及岑夺丰（第四完成人，现工作于河北工业大学）共同完成了“卸荷诱发边坡破裂机理及稳定性评价基础理论”项目研究，相关成果已获得了2018年中国岩石力学与工程学会自然科学奖特等奖。以下为第一完成人与其它三位完成人之间合作关系的详细说明：第一完成人黄润秋（成都理工大学）和第二完成人黄达（重庆大学）的合作关系说明：黄润秋为黄达在成都理工大学攻读博士学位时的导师，黄达于2004年9月至2007年12月在成都理工大学攻读博士学位期间，博士学位论文主要研究卸荷岩体力学，构成了申报项目重要科学发现二的主要内容。毕业后黄达到重庆大学工作，二人继续合作开展卸荷岩体力学、高边坡开挖等方面
29、的研究，在本项目研究期间，共在Rock Mechanics and Rock Engineering 、 Landslides 、 岩石力学与工程学报 等国内外高水平期刊上发表了共同署名的学术论文18篇，其中3篇列为代表性论文(代表性论文4、5、7） ，且代表性论文7（与第四完成人岑夺丰共同完成）入选国际滑坡协会最佳论文奖“Landslides Best Paper Award 2015”。第一完成人黄润秋（成都理工大学）和第三完成人陈国庆（成都理工大学）的合作关系说明：陈国庆2009年9月于中科院武汉岩土所博士毕业后到成都理工大学工作，随后以博士后身份进入第一完成人科研团队。在本项目研究期间，共在Journal of Mountain Science 、 岩石力学与工程学报等国内外期刊上发表了共同署名的论文5篇，其中1篇列为代表性论文(代表性论文8） 。第一完成人黄润秋（成都理工大学）和第四完成人岑夺丰（重庆大学）的合作关系说明：岑夺丰为第二完成人黄达的博士研究生，从2010年9月至今，在第一和第二完成人的共同指导下，开展卸荷岩体力学及高边坡开挖稳定性方面的研究。在本项目合作期间（2010.09-2015.10） ，分别在Landslides 、 岩土工程学报 、 岩土力学上发表了共同署名的学术论文3篇，其中1篇列为代表性论文（代表性论文7） 。第一完成人签名：
