王學濱，1975年6月出生，博士，教授，博士生導師，校計算力學研究所所長。2003年、2006年，分別獲遼寧工大工程力學專業碩士、博士學位；2009-2012年，在中國地震局地質所做第1站博士後；2012年，在中國礦業大學（北京）做第2站博士後。
2004年入選遼寧省新世紀百千萬人才工程（千人層次）； 2008年博士論文《應變軟化材料變形、破壞、穩定性的理論及數值分析》獲得了全國百篇優秀博士論文提名論文（力學學科）；2011年獲得了遼寧省高等學校優秀人才支持計畫（第二層次）。擔任中國岩石力學與工程學會第七屆理事會理事、遼寧省力學學會第6屆專業委員會的計算力學專業委員會委員；被聘為《防災減災工程學報》、《遼寧工程技術大學學報（自然版）》編委；被聘為2011-2012、2012-2013中國科學引文資料庫（CSCD）來源期刊遴選專家；被評為2011-2012年度《岩土力學》優秀審稿專家。
基本介紹
- 中文名：王學濱
- 國籍：中國
- 出生日期：1975年
- 畢業院校：遼寧工程技術大學
- 主要成就：全國百篇優秀博士論文提名論文（力學學科）
- 出生地：黑龍江省友誼農場七分場
- 代表作品：應變軟化材料變形、破壞、穩定性的理論及數值分析
- 職稱：教授
人物履歷,主要成就,出版著作,個人生活,
人物履歷
1994-1998年，於遼工大機械設計與製造專業攻讀學士學位；
2000-2003年、2003-2006年，分別於遼工大工程力學專業攻讀碩士、博士學位；
2009-2012年，於中國地震局地質所做第1站博士後；
2012，於中國礦業大學（北京）做第2站博士後。
主要從事工程材料（岩石、土、混凝土及金屬）及結構的變形、破壞及穩定性研究，涉足岩土工程、採礦工程、材料科學及地震科學等領域。部分論文發表或即將發表在Tectonophysics、Geophysical Journal International、Pure and Applied Geophysics、Magazine of Concrete Research、Journal of Mechanics of Materials and Structures、Transactions of Nonferrous Metals Society of China、Journal of Iron and Steel Research, International等雜誌上。提出了考慮應變局部化的岩石試樣拉、壓統一失穩判據；提出了金屬絕熱剪下帶內部峰值溫度的計算方法；提出了深部巷道圍岩分區破裂化的空間局部化機理；發現了在數值模型中比聲發射表現更突出的力學指標；主持開發了適於軟弱及堅硬材料變形場精確測量的數字圖像相關方法程式；初步發展了一種連續-非連續介質力學分析方法。
主要成就
2004年，入選遼寧省新世紀百千萬人才工程（千人層次）；
2008年，博士論文《應變軟化材料變形、破壞、穩定性的理論及數值分析》獲得了全國百篇優秀博士論文提名論文（力學學科）；
2011年，獲得了遼寧省高等學校優秀人才支持計畫（第二層次）。
擔任中國岩石力學與工程學會第七屆理事會理事、遼寧省力學學會第6屆專業委員會的計算力學專業委員會委員；被聘為《防災減災工程學報》、《遼寧工程技術大學學報（自然版）》編委；被聘為2011-2012、2012-2013中國科學引文資料庫（CSCD）來源期刊遴選專家；被評為2011-2012年度《岩土力學》優秀審稿專家。
出版著作
過去的主要研究工作
1. 考慮應變局部化的岩石結構穩定性的理論研究；
2. 基於連續介質模型的巷道圍岩的應變局部化、岩爆過程及能量釋放的數值模擬研究；
3. 基於顆粒體模型的巷道圍岩層裂或板裂化的數值模擬研究；
4. 典型斷層構造破裂失穩前兆及粘滑過程的數值模擬研究；
5. 金屬絕熱剪下帶的理論研究；
6. 基於粒子群最佳化算法及Newton-Raphson疊代方法的數字圖像相關方法的開發及剪下帶的實驗觀測；
7. 深部巷道圍岩分區破裂化的數值模擬及實驗研究。
主要研究方向
1. 商業軟體的二次開發及套用通過編寫程式，對商業軟體的既有功能進行擴展，或者實現不具備的功能。
商業軟體的不足一般體現在多個方面：本構模型可能存在某種缺陷，不適於深部岩石的特點，或不能考慮微結構之間複雜的相互影響和作用；所能呈現的結果可能比較單一，一般只能提供應力、應變、位移、塑性區等常規結果，無法研究能量的積累、轉移及釋放規律，無法研究破裂事件的時空分布規律，無法研究岩石結構的變形穩定性，等等。
在商業軟體的二次開發及套用方面，多年以來，我們開展了不少研究工作，例如，巷道圍岩的應變局部化、岩爆過程及能量釋放的數值模擬研究，基於顆粒體模型的巷道圍岩層裂或板裂化的數值模擬研究，典型斷層構造破裂失穩前兆及粘滑過程的數值模擬研究，深部巷道圍岩分區破裂化的數值模擬研究，采動條件下采場破壞過程、能量釋放及危險區域研究等。部分論文發表在Tectonophysics 、Geophysical Journal International、Pure and Applied Geophysics、Journal of Mechanics of Materials and Structures等國際雜誌上。
2. 數字圖像相關方法的研究、軟體開發及套用通過編寫程式，對變形過程中前後採集的物體表面的兩幅圖像（散斑場）進行相關處理，以實現物體上點的位移和應變的測量。
傳統的數字圖像相關方法存在一些不足：牛頓-拉斐遜疊代方法容易陷入局部最優，當物體上變形不均勻程度較大時，疊代的初值不易確定。
通過研究，我們提出將粒子群最佳化算法和數字圖像相關方法相結合。在相關搜尋時，提出了粗-細搜尋方法（先採用粒子群最佳化算法進行整像素位移搜尋，再採用牛頓-拉斐遜疊代方法進行亞像素位移和應變搜尋）和交替疊代方法（先通過若干次牛頓-拉斐遜疊代與1次粒子群最佳化以改善初值，這樣的過程進行多次，最後再利用牛頓-拉斐遜疊代方法進行最後的相關搜尋）。傳統的牛頓-拉斐遜疊代方法只適於位移較小、應變較均勻的情況。我們提出的粗-細搜尋方法適於應變較小的情況，但對位移的大小沒有限制；交替疊代方法適於位移較大、應變不太大的情況。研究表明，對於比較堅硬材料（岩石、煤、混凝土等）和比較軟弱材料（砂土及相似材料等），上述方法都有效。
為了方便研究和套用，我們將傳統的牛頓-拉斐遜疊代方法和我們提出的兩種方法有機地集成在一個程式中，並編寫了友好的用戶界面，可以提供各種所需的結果，例如曲線圖、曲面圖、矢量圖、等值線圖、色塊圖、變形格線圖等。程式計算可以選擇全量或增量方式。程式還提供了糾錯的功能，或者選擇重新計算的方式，或者選擇插值的方式。
在不同的條件下，我們開展了近100個砂樣的單向壓縮實驗。利用上述自主開發的基於粒子群最佳化的數字圖像相關方法程式，深刻考察了與剪下帶有關的各種規律。一些研究結果已發表在《岩土工程學報》、《工程力學》、《套用基礎與工程科學學報》、《計算機工程及套用》、《西北農林科技大學學報（自然科學版）》等雜誌上。期待在不遠的將來，有論文發表在國際雜誌上。
3. 連續-非連續介質力學分析方法研究及程式開發對於連續介質，需要處理其變形、破壞及開裂等問題；對於非連續介質，需要處理其接觸、摩擦等問題。
針對連續介質，已有不少享有世界聲譽的力學分析方法，針對非連續介質，也是如此。但在連續介質向非連續介質演變過程的模擬方面，還少見公認的分析方法。一些程式和方法，一般只能在一定程度上實現連續-非連續介質的複雜力學行為模擬。在連續-非連續介質力學分析方法研究方面，不少國內外的學者都在積極開展研究工作。
我們研究這一問題的時間並不長，只有幾年，是在充分認識到連續和非連續介質模型各自不足的基礎上，才決定投入大量精力開展此項研究難度極大的問題。如何檢驗計算結果的準確性？如何提高程式的計算速度？如何判別系統的穩定性？都不是一蹴而就的事情。
這方面的研究具有十分廣闊的套用前景。在將來，可望能夠通過數值模擬，研究清楚複雜采動條件下岩層的變形、離層、開裂、運動及採空區閉合的整個過程，研究清楚應力、能量的積聚、轉移及釋放過程。毫無疑問，這可為采場岩層穩定性控制提供科學指導，也可為井下水、火、瓦斯、衝擊地壓等災害治理提供理論依據。
代表性論文
[18] Wang Xue-bin, Ma Jin, Liu Li-qiang. Numerical simulation of shear strain drops during jog failure for echelon faults based on a heterogeneous and strain-softening model[J]. Tectonophysics, accepted.
[17] Wang Xue-bin, Ma Jin, Pan Yi-shan. Numerical simulation of stick-slip behaviors of typical faults in biaxial compression based on a frictional hardening and frictional-softening model[J]. Geophysical Journal International, 2013, in press.
[16] Wang Xue-bin, Ma Bing. A model for the shear displacement distribution
of a flow line in the adiabatic shear band based on gradient-dependent plasticity[J]. Journal of Mechanics of Materials and Structures, 2012, 7(8-9): 735-751.
[15] Wang Xue-bin, Ma Jin, Liu Li-qiang. A comparison of mechanical behavior and frequency-energy relations for two kinds of echelon fault structures through numerical simulation[J]. Pure and Applied Geophysics, 2012, 169: 1927-1945.
[14] Wang Xue-bin, Ma Jin, Liu Li-qiang. Numerical simulation of failed zone propagation process and anomalies related to the released energy during a compressive jog intersection[J]. Journal of Mechanics of Materials and Structures, 2010, 5(6): 1007-1022.
[13] Wang X B. A new method for calculating the peak temperature evolution in the adiabatic shear band of steel[J]. Journal of Mechanics of Materials and Structures, 2010, 5(1): 95-106.
[12] Wang X B. A method for calculating damage evolution in adiabatic shear band of titanium alloy[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2009, 19(5): 1280-1285.
[11] Wang X B. Adiabatic shear sensitivity of ductile metal based on gradient-dependent Johnson-Cook model[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2011, 21(6): 1355-1361.
[10] Wang X B. Prediction of height effect, plastic deformation and fracture energy for high-strength concrete by linear shear softening constitutive relation based on energy conservation method[J]. Magzine of Concrete Research, 2007,59(5): 341-350.
[9] Wang X B. Effects of constitutive parameters on adiabatic shear localization for ductile metal based on Johnson-Cook and gradient plasticity models [J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2006,16(6): 1362-1369.
[8] Wang X B. Quantitative calculation of local shear deformation in adiabatic shear band for Ti-6Al-4V[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2007, 17(4): 698-704.
[7] Wang X B. Adiabatic shear localization for steels based on Johnson-Cook model and second- and fourth-order gradient plasticity models [J]. Journal of Iron and Steel Research, International, 2007,14(5): 56-61.
[6] Wang X B. Effects of temperature and strain rate on the evolution of thickness of transformed adiabatic shear band[J]. Solid State Phenomena, 2008, 138: 385-392.
[5] Pan Y S, Wang X B, Li Z V. Analysis of the strain softening size effect for rock specimens based on shear strain gradient plasticity theory[J]. Int J Rock Mech Min Sci, 2002, 39(6): 801-805.
[4] 王學濱. 軟化模量對岩樣全部變形特徵的影響[J]. 岩土工程學報，2006, 28(5): 600-605.
[3] 王學濱. 岩樣單軸壓縮軸向及側向變形耗散能量及穩定性分析[J]. 岩石力學與工程學報, 2005, 24(5): 846-853.
[2] 王學濱. 基於能量原理的岩樣單軸壓縮剪下破壞失穩判據[J]. 工程力學, 2007, 24(1): 153-156,161.
[1] 王學濱. 擴容角對初始隨機材料缺陷岩石試樣破壞過程及力學行為的影響[J]. 中國有色金屬學報，2007, 17(7): 1063-1071.
個人生活
孜孜不倦求學路
1975年，王學濱出生在北國邊陲小鎮——黑龍江省友誼農場七分場（鳳崗鎮）。鎮裡的中考升學率不高，毎屆300餘名學生中，能到縣重點高中讀書的不過5人。1991年，王學濱以優異成績考取了縣重點高中，從此，開始了漫長的孜孜不倦求學路。
高中階段，王學濱化學成績優異，曾獲得全校競賽及期末考試第1名。經過刻苦鑽研，物理成績也躍居上游。1994年，他以527分的壓線成績（僅比錄取分數線多1分）考取我校的機械設計與製造專業，從此開始了在阜新的求學、工作之路。
大學期間，王學濱學習成績優異，穩居班級及全專業前幾名，每個月都能拿到幾十元的獎學金。緊張學習之餘，他充分發揮文字表達能力較強、有美術功底的優勢，出黑板報，擔任系學生會主辦的報紙《啟航》副主編，參加演講比賽等，生活豐富而多彩。此外，他還自學了《C語言》、《數據結構》、《軟體工程》等課程，通過了計算機二、三級考試，輔修了二專業，初步學習了《結構力學》、《磚混結構》等課程，在原煤炭部組織的《理論力學》競賽中成績突出，所有這些為以後以優異成績留校工作奠定了堅實基礎。
2000年，王學濱考取了我校工程力學專業的碩士研究生，從此開始了正式的科研生涯。研究生入學前三個月，他被導師派到武漢長江科學院岩基所學習。在這裡，他學會了當時十分新穎的FLAC-3D軟體的使用，完成了錨固機理的數值模擬研究等工作。同時，還採用FLAC-3D軟體模擬了感興趣的矩形試件及圓形巷道圍岩的剪下帶等問題，得到了一些初步的研究結果。這三個月，正值武漢天氣最悶熱的季節。為了完成繁重的科研任務，他每天晚上花費大量時間如饑似渴地研讀厚厚的英文FLAC-3D手冊。酷熱難熬，他光著膀子，揮汗如雨，一會兒就要去沖一次涼。對於第一次來到武漢的東北人來說，炎熱讓他對武漢留下了難忘的記憶。讀研期間，他將先進的數值方法與所研究的問題成功地結合起來，多篇高水平學術論文先後發表在國內較有影響的學術期刊上。
2003年3月，王學濱攻讀我校工程力學專業博士研究生學位。期間，他深入開展了岩石變形、破壞及穩定性和數值模擬的理論研究工作，並將研究領域擴展到金屬及混凝土研究領域，取得了不少研究成果。博士論文《應變軟化材料變形、破壞、穩定性的理論及數值分析》獲得了2007年遼寧省優秀博士論文，同時還獲得了2008年全國百篇優秀博士論文的提名論文。
三獲國家自然科學基金
王學濱申報的國家自然科學基金面上項目《衝擊條件下深部巷道圍岩—液壓支架系統破壞及穩定性的數值分析及套用》獲得批准，這是他繼2003年、2009年獲得青年基金項目和面上項目資助後第三次獲得國家自然科學基金資助。
每次在申請項目之前，他都積極調研並開展大量的前期準備工作。此次新批項目的研究內容包括兩部分，一是程式開發和數值模擬，二是室內試驗和現場測試。在撰寫申請書之前，他進行了詳細的實驗構思。提交申請書之後，立刻開展了相應的實驗研究工作。
在含孔洞模型製作及實驗過程中，課題組遇到了很多困難，不知失敗了多少次。但他們鍥而不捨，對氣囊、玻璃板模子的設計和砂土模型的製作方法進行了反覆的修改和嘗試，終於找到既方便、又能保證模型質量的一套方法。實驗過程中，僅面積為23cm×23cm的玻璃板就累計製作了120多塊，摞在一起有1米多高。
梅花香自苦寒來。紮實有效的前期準備工作給基金評審專家們留下了深刻的印象：“項目已經有了一定的成果積累”，“項目負責人做了充分的前期工作，取得了較多的研究成果”，“該項目具有很好的前期工作基礎和條件”，這是許多專家給出的客觀評價。
在國外重要學術期刊上頻發論文
馬克思曾經說過：“在科學上沒有平坦的大道，只有不畏艱險沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點。”從事多年科研工作、遍嘗酸甜苦辣的王學濱對此深有體會。
2010年暑假，王學濱用15天時間，成功開發了適於斷層粘滑模擬的一個簡單的強化-弱化本構模型，同時開展了4種典型斷層構造粘滑過程的模擬計算。隨後將用英語撰寫的論文Numerical simulation of stick-slip behaviors of typical faults in biaxial compression based on a frictional hardening and frictional-softening model（基於摩擦硬化及摩擦軟化模型的雙軸壓縮條件下典型斷層構造粘滑行為的數值模擬），投到Geophysical Journal International（國際地球物理雜誌）。GJI雜誌由英國皇家天文學會、歐洲地球物理學會等3個國際組織主辦，2012年的影響因子為2.42。經過評審，兩位審稿專家提出了長達5頁的修改建議，其中包括一些學術爭論。王學濱仔細閱讀專家和主編的意見後，又補充了不少算例，或者回答專家們的關切，或者反駁專家們的觀點，或者進一步佐證模型。來來往往，反覆修改，歷時80餘天，最後終被主編接受。為確保英文撰寫的論文正宗地道，他付出了大量心血，逐字逐句推敲。後來，他將這篇文章曾輸出的各種版本摞在一起，竟比一包A4紙還厚。
2012年，他的學術論文A comparison of mechanical behavior and frequency-energy relations for two kinds of echelon fault structures through numerical simulation（通過數值模擬比較兩類雁形斷層構造力學行為和頻次-能量關係）發表在Pure and Applied Geophysics（理論和套用地球物理）第169卷第11期上，並成為該期9篇文章的篇首文章。
2013年，他撰寫的論文Numerical simulation of large shear strain drops during jog failure for echelon faults based on a heterogeneous and strain-softening model（基於非均質應變軟化模型的雁列斷層雁列區貫通過程中的大剪下應變降的數值模擬）經過6個多月的評審、近1個月的修改，被Tectonophysics（構造物理）接受發表。Tectonophysics是發表固體地球各種尺度上運動學、構造、組成及動力學領域的高影響原創性研究和評論的國際雜誌，2012年的影響因子為2.684。
