严成增

1、基本信息

湖南衡阳人,现就职于中国地质大学,工程学院,特任教授,硕士生导师。主要从事岩石力学、岩石破裂数值分析方法、地下空间工程、地质灾害防治等方面的研究工作。

邮箱:yancz@cug.edu.cn   电话:18071125772

欢迎有工程地质、岩土工程、土木工程、采矿工程、石油工程、力学、计算机等专业背景的学生联系。招生对象包括本科生、研究生。2018年招收硕士研究生3-5名。


2、教育与工作经历

2017.05- 至今 中国地质大学(武汉)工程学院 特任教授

2015.7-2017.4 北京工业大学 助理研究员

2010.9-2015.6 中科院武汉岩土所 岩土工程 博士学位

2006.9-2010.6 长安大学 地质工程 学士学位


3、学术任职及学术活动

(1) 担任《岩石力学与工程学报》、《岩土力学》、《地下空间与工程学报》及SCI期刊《Journal of Petroleum Science and Engineering》、《International Journal of Geomechanics》、《Bulletin of Engineering Geology and the Environment》审稿人

(2) 2017.10,沈阳,第十四届青年岩石力学大会 并作专题报告

(3) 2016.11,重庆,第九届青年岩土力学大会 并作专题报告

(4) 2016.11,武汉,2016年陈宗基讲座 并作专题报告

(5) 2016.08,兰州,第十二届全国岩土力学数值分析与解析方法研讨会 并作专题报告

(6) 2016.08,大连,The 7th International Conference on Discrete Element Methods 并作专题报告


4、研究领域

主要集中在以下几个领域:多物理场耦合驱动下的岩体破裂灾变机理、有限元离散元耦合(FDEM, 页岩气及地热开采中的水力压裂, 离散元, 大规模高性能并行计算,岩土数值分析软件开发

目前已经形成较为稳定的和独具个人特色的研究方向,在硕博到工作至今,均以多物理场耦合驱动下的岩体破裂灾变为研究方向,并着重研究如何在FDEM框架下构建渗流-应力-热耦合驱动下的岩体破裂数值分析方法,为多物理耦合驱动下的岩体破裂灾变机理研究、页岩气及地热开采水力压裂、以及岩土工程中大量存在的与水作用相关岩土体失稳破坏问题,提供一套模拟工具。鉴于水力耦合,热力驱动下的岩体破裂在工程界普遍存在,研究水热力驱动下的岩体破裂分析方法就变得极为重要。在连续几年的时间里,主要作了如下工作:

(1) 提出了二维/三维情形下模拟含任意复杂裂缝网络水力压裂的FDEM-flow2D/3D方法,该方法可完成二维/三维情形下含任意复杂裂缝网络的水力压裂的模拟,为模拟页岩气开采水力压裂提供了新途径。该方法还可应用于水力耦合作用下坝体破坏和裂隙水压驱动下岩质边坡破坏的全过程模拟。

(2) 提出了一种裂缝网络连通性的递归搜索算法,可实现二维/三维情形下任意复杂裂缝网络连通性的搜索,解决了考虑裂纹起裂、扩展交汇及非贯通节理耦合的裂缝网络连通性搜索难题。

(3) 提出了二维/三维情形下用等效方法考虑岩石基质孔隙渗流的模拟水力压裂的FDEM-flow2D/3D方法,修正了不考虑孔隙渗流的FDEM-flow2D/3D方法忽略岩石基质的渗透性、无法考虑基质内孔隙水压力的缺陷。

(4) 提出了模拟岩石热破裂的FDEM-TM方法,可对热-力耦合作用下的岩体裂纹的萌生、扩展及最终破坏进行模拟。

未来除了针对FDEM方法本身研究外,将致力于以FDEM-TMFDEM-flow为研究工具在以下领域开展研究:软岩力学特性研究,水作用下岩质边坡变形破坏分析,水作用下坝基稳定性分析,水作用下隧洞稳定性分析,岩石、节理剪切基本力学特性研究,能源领域(页岩气、地热开采等)岩石力学问题研究,欢迎对以上方向感兴趣的学生加入。


5、科研项目

目前主持国家自然科学基金青年项目1项,北京市自然科学基金青年项目1项,中国博士后科学基金1项,朝阳区博士后科研经费资助1项。另外参与了国家自然科学基金面上项目、973项目多项。

(1) 模拟含任意复杂裂缝网络水力压裂的FDEM-flow3D方法研究. 国家自然科学青年基金项目(No11602006),2017.1-2019.12,(主持)

(2) 中国地质大学(武汉)杰出人才培育基金项目(NOG1323541791),2017.5-2020.4,主持

(3) 中国博士后科学基金项目(No: 2015M580953),2015.11-2016.12,主持

(4) 北京市自然科学青年基金项目(No:1174012),2017.1-2018.12,(主持

(5) 朝阳区博士后科研活动经费资助(NO2016ZZ-01-08),2016.6-2017.4,(主持


6、学术论文

(1) Yan Chengzeng, Zheng Hong, Sun Guanhua, Ge Xiurun. Combined Finite-Discrete Element Method for Simulation of Hydraulic Fracturing. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2016, 49(4):1389-1410. (SCI, IF=2.905)

(2) Yan Chengzeng, Jiao Yu-Yong. A 2D fully coupled hydro-mechanical finite-discrete element model with real pore seepage for simulating the deformation and fracture of porous medium driven by fluid. Computers & Structures, 2017, DOI:10.1016/j.compstruc.2017.10.005. (SCI, IF=2.874)

(3) Yan Chengzeng, Jiao Yu-Yong, Zheng Hong, A fully coupled three-dimensional hydro-mechanical finite discrete element approach with real porous seepage for simulating 3D hydraulic fracturing, Computers and Geotechnics, 2017, DOI:10.1016/j.compgeo.2017.10.008. (SCI, IF=2.35)

(4) Yan Chengzeng, Zheng Hong. A two-dimensional coupled hydro-mechanical finite-discrete model considering porous media flow for simulating hydraulic fracturing. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2016, 88:115-128. (SCI, IF=2.268)

(5) Yan Chengzeng, Zheng Hong. A new potential function for the calculation of contact forces in the combined finite–discrete element method. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2017, 41(2): 265-283. (SCI, IF=2.342)

(6) Yan Chengzeng, Zheng Hong. FDEM-flow3D: a 3D hydro-mechanical coupled model considering the pore seepage of a rock matrix for simulating three-dimensional hydraulic fracturing. Computers and Geotechnics, 2017, 81:212-228. (SCI, IF=2.358)

(7) Yan Chengzeng, Zheng Hong. Three-dimensional hydro-mechanical model of hydraulic fracturing with arbitrarily discrete fracture networks using combined finite-discrete element method. International Journal of Geomechanics, 2016, 17(6): 04016133. (SCI, IF=2.136)

(8) Yan Chengzeng, Zheng Hong. A coupled thermo-mechanical model based on combined finite-discrete element method for simulating thermal cracking of rock. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2017,91:170-178. (SCI, IF=2.268)

(9) 严成增,郑 宏,孙冠华,葛修润.模拟水压致裂的二维FDEM-flow方法. 岩石力学与工程学报, 2015, 35 (1): 67-75 (EI).

(10) 严成增,郑 宏,孙冠华,葛修润. 基于FDEM-flow研究地应力对水力压裂的影响. 岩土力学 2016, 37(1): 237-246 (EI)

(11) 严成增,郑 . 基于FDEM-flow的多孔水力压裂模拟.长江科学院院报, 2016,33(7):63-67. (核心)

(12) 严成增,郑 宏,孙冠华,葛修润. 三维FEM/DEM中摩擦力的实施及验证. 岩石力学与工程学报, 2014, 33 (6): 1248-1256 (EI)

(13) 严成增,郑 宏,孙冠华,葛修润. 基于OpenMP的二维有限元-离散元并行分析方法. 岩土力学, 2014, 35 (9): 2717-2724 (EI)

(14) 严成增,郑 宏,孙冠华,葛修润. 基于数字图像技术的岩土材料有限元-离散元分析. 岩土力学, 2014, 35 (8): 2408-2414 (EI)

(15) 严成增,孙冠华,郑 宏,葛修润. 基于局部单元劈裂的FEM/DEM自适应分析方法. 岩土力学, 2014, 35 (7): 2064-2070 (EI)

(16) 严成增,郑 宏,葛修润. 基于统一标定的FEM/DEM势接触力计算. 岩土力学 2015, 36 (1): 249-256 (EI)

(17) 严成增. FDEM-TM方法模拟岩石热破裂. 岩土工程学报, 2017,11-13, 1-10. (EI)

(18) 严成增,孙冠华,郑 宏,葛修润. 爆炸气体驱动下岩体破裂的有限元-离散元模拟. 岩土力学, 2015, 36(8): 2419-2425 (EI)

(19) 严成增. 模拟水压致裂的另一种二维 FDEM-flow 方法. 岩土力学, 2017, 38(6): 1789-1796. (EI)

(20) 严成增,郑 宏,孙冠华,葛修润. 粗粒料多边形表征及二维FEM/DEM分析. 岩土力学, 2015, 36(supp.2):95-103 (EI)

(21) 严成增,郑宏. 基于FDEM-flow方法研究非均质性对水力压裂的影响. 地下空间与工程学报201612(supp.2):625-631.

(22) 尹小涛, 郑宏, 王水林, 李春光, 严成增. 基于颗粒流数值实验的碎石含量和尺寸对碎石土边坡稳定性影响机制研究(C). 颗粒材料计算力学研究进展. 2012 (会议)