严成增*

1. 基本信息

特任教授博士生导师2019年入选香江学者。湖南省衡阳市祁东县人。主要从事岩石断裂数值分析方法、地下工程、能源岩石力学、高性能并行计算等方面的研究工作。

邮箱:yancz@cug.edu.cn

欢迎对研究方向感兴趣的同学报考“土木工程”,“地质工程”,“建筑与土木工程”专业的推免和统考硕士研究生(专硕和学硕均可)和博士研究生,同时欢迎优秀调剂生。


2. 教育与工作经历

2017.5-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,博士后

2010.9-2015.6 中国科学院武汉岩土力学研究所 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. 研究领域

主要集中在以下几个方向:多物理场(渗流-热-应力-化学)驱动下的岩体破裂灾变数值仿真、有限元-离散元耦合方法(FDEM)、页岩气及地热开采中的水力压裂, 裂隙岩体渗流及热量运移、大规模高性能并行计算,岩土数值分析软件研发以及岩土数值方法在岩体基本力学特性研究、地下工程、边坡工程、爆破工程、石油和天然气工程、地热工程中的应用。

目前已经形成较为稳定的和独具个人特色的研究方向,多年来均以多物理场耦合驱动下的岩体断裂数值仿真为研究方向,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断裂数值分析方法,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、以及岩土工程中存在的与水、热作用相关岩土体失稳破坏问题,提供一套模拟工具。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) 提出了考虑岩石基质真实孔隙渗流的模拟水力压裂的FDEM-flow2D/3D方法,该方法可以用于与水作用相关岩土体失稳破坏的一大类问题的求解。

(5) 提出了模拟岩石热破裂的FDEM-TM2D/3D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。

(6)提出了模拟水岩换热的FDEM-TH2D/3D方法,可以对增强型地热系统(EGS)的换热过程进行模拟,与FDEM力学结合可以对水热力耦合驱动下的岩体断裂问题进行求解


4. 科研项目

主持国家自然科学基金等各类项目8项。

(1) 2019年度香江学者计划(XJ2019040), 2020.1-2021.12 (主持)

(2)国家自然科学基金面上项目(11872340), 2019.1-2022.12 (主持)

(3)国家自然科学青年基金项目(11602006), 2017.1-2019.12 (主持)

(4) 横向项目:开挖爆破对既有隧道影响及控制措施研究, 2019.1-2020.12 (主持)

(5) 中国地质大学(武汉)杰出人才培育基金项目(G1323541791), 2017-2020 (主持)

(6) 北京市自然科学青年基金项目(1174012), 2017.1-2018.12 (主持)

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

(8) 朝阳区博士后科研活动经费资助(No:2016ZZ-01-08), 2016.6-2017.4 (主持)


5. 学术论文

(1) Yan Chengzeng, Tong Y. Calibration of microscopic penalty parameters in the combined finite-discrete element method. International Journal of Geomechanics. 2020,(accept).(SCI, IF=2.450)

(2) Yan Chengzeng, Ren YH, Yang YT. A 3D thermal cracking model for rock based on the combined finite-discrete element method. Computational Particle Mechanics. 2019. DOI: 10.1007/s40571-019-00281-w. (SCI, IF=1.566, 约稿)

(3) Yan Chengzeng, Jiao YY. A 2D discrete heat transfer model considering the thermal resistance effect of fractures for simulating the thermal cracking of brittle materials. Acta Geotechnica. 2019. https://doi.org/10.1007/s11440-019-00821-x. (SCI, IF=3.247)

(4) Yan Chengzeng, Jiao YY, Zheng H. A three‐dimensional heat transfer and thermal cracking model considering the effect of cracks on heat transfer. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2019;43(10):1825- 1853. (SCI, IF=2.481)

(5) Yan Chengzeng, Jiao YY. FDEM-TH3D: A three-dimensional coupled hydrothermal model for fractured rock. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2019;43(1):415-440. (SCI, IF=2.481)

(6) Yan Chengzeng, Jiao YY, Yang SQ. A 2D coupled hydro-thermal model for the combined finite-discrete element method. Acta Geotechnica. 2019;14(2):403-416. (SCI, IF=3.247)

(7) Yan Chengzeng, Jiao YY. 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. 2018;196:311-326. (SCI, IF=3.354)

(8) Yan Chengzeng, Jiao YY, Zheng H. A fully coupled three-dimensional hydro-mechanical finite discrete element approach with real porous seepage for simulating 3D hydraulic fracturing. Computers and Geotechnics. 2018;96:73-89. (SCI, IF=3.345)

(9) Yan Chengzeng, Zheng H. 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=3.780)

(10) Yan Chengzeng, Zheng H. 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=3.345)

(11) Yan Chengzeng, Zheng H. 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=2.481)

(12) Yan Chengzeng, Zheng H, Sun GH, Ge XR. Combined finite-discrete element method for simulation of hydraulic fracturing. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2016;49(4):1389-1410. (SCI, IF=4.100)

(13) Yan Chengzeng, Zheng H. 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=3.780)

(14) Yan Chengzeng, Zheng H. Three-dimensional hydromechanical model of hydraulic fracturing with arbitrarily discrete fracture networks using finite-discrete element method. International Journal of Geomechanics. 2016;17(6):04016133. (SCI, IF=2.450)

(15) Yang Y, Sun G, Zheng H, Yan Chengzeng. An improved numerical manifold method with multiple layers of mathematical cover systems for the stability analysis of soil-rock-mixture slopes. Engineering Geology. 2019: 105373. 10.1016/j.enggeo.2019.105373. (SCI, IF=3.909)

(16) 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).

(17) 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)

(18) 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)

(19) 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)

(20) 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)

(21) 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)

(22) 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)

(23) 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)

(24) 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)

(25) 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)

(26) 严成增. FDEM-TM方法模拟岩石热破裂. 岩土工程学报, 2018,40(7):1198-1204. (EI)

(27) 严成增,郑 宏. 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)

(28) 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,2016,12(supp.2):625-631.

(29) 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)


6. 专利

(1) 发明专利:一种全液压三腔式旁压仪探头, 专利号:ZL201820555160.6, 发明人:邹俊鹏;焦玉勇;姚爱国;陈光辉;谭飞;严成增;唐志成;吴泽阳;程毅;邱敏.


7. 软件著作权

(1) 岩样矿物边界数字图像识别软件V1.0, 著作权人:严成增, 登记号: 2019SR0356366.


8. 获奖

2019.12,第四届“专岩杯”全国青年岩石力学与岩土工程创新创业大赛,三等奖,负责人。


9. 教学

岩土工程勘察,40学时

土木工程数值模拟,24学时

秭归教学认识实习,60学时


10. 学术会议

2019.11,北京,China Rock 2019第十六次中国岩石力学与工程学术年会,多场多尺度岩土力学与工程,专题报告

2019.09,武汉,“石根华客座教授聘任仪式”暨非连续变形分析学术研讨会,大会报告

2019.07, 成都,2019(第二届)中国油气勘探开发技术论坛,大会报告

2019.04, 武汉,岩土物理化学前沿交叉青年论坛,特邀报告

2018.11, 北京, China Rock 2018第十五次中国岩石力学与工程学术年会, 深部岩体力学及深地热开发新进展 特邀报告

2018.11, 北京, China Rock 2018第十五次中国岩石力学与工程学术年会, 非常规油气岩石力学与钻采新技术 专题报告

2018.11, 武汉, 第一届全国资源能源领域青年学者论坛 专题报告

2018.11, 武汉, 武汉大学土木建筑工程学院 特邀报告

2018.11, 武汉, CouFrac: International Conference on Coupled Processes in Fractrued Geological Media: Observation, Modeling, and Application 专题报告

2018.04郑州,第二届连续-非连续数值分析方法及应用学术研讨会(GDEM) 专题报告

2018.03昆明,2018年陈宗基讲座 大会报告

2017.12南宁,首届绿城岩土论坛 特邀报告

2017.10沈阳,第十四届青年岩石力学大会 专题报告

2016.11重庆,第九届青年岩土力学大会 专题报告

2016.11武汉,2016年陈宗基讲座 专题报告

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 专题报告

2016.08大连,The 7th International Conference on Discrete Element Methods 专题报告


11. 学术期刊审稿

担任下列期刊的审稿人

Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics

Computers and Geotechnics

Soil dynamic and earthquake engineering

International Journal of Geomechanics

Journal of Petroleum Science and Engineering

Bulletin of Engineering Geology and the Environment

Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering

Geofluids

KSCE Journal of Civil Engineering

Journal of Building Engineering

Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering

岩石力学与工程学报

岩土工程学报

岩土力学

地下空间与工程学报

长江科学院院报

工程地球物理学报

地质科技情报