科研項目
東北大學精品課《岩石力學》課程負責人。 承擔國家自然科學基金重點項目、教育部重點項目、煤炭部重點項目、國家重點實驗室開放基金項目和若干石油、礦山企業的橫向課題的研究。曾獲得煤炭部科技進步三等獎。主要從事滲流的流固耦合問題的研究。近年來著重於的多孔介質中的傳遞過程與化學反應的研究。還研究了岩爆和礦山結構的非穩定破壞。
主要成果
所取得的主要研究成果如下：
一、滲流的流固耦合問題
從理論上證明對於流固耦合條件下多孔介質的非線性滲流，經典滲流力學關於試件內壓力梯度均勻的假設將導致流體質量不守恆的不合理推論，並提出了測定新的試驗方法，與實驗吻合的很好；導出孔隙體積改變和固體骨架變形的有效應力原理；證明對於孔隙體積改變，總應力的貢獻大於孔隙壓力，因此忽略總應力影響的理論值得商榷；在理性力學關於混合物理論的基礎上建立了固體變形與流體滲流耦合問題的基本方程組，可用於研究緩慢滲流、高速滲流、非牛頓流體滲流等多種滲流耦合問題，並闡明Biot的理論僅考慮了流體與固體間的部分相互作用，因而是這一理論的特例；提出了兩種求解滲流流固耦合問題的方法；利用這兩種方法求出了若干滲流流固耦合問題的解析解；開展了彈塑性變形與非線性滲流耦合問題的研究，並求出了問題的解析解多種情況下的解析解。
二、多孔介質中的多相化學反應與內部傳遞行為 建立了快速氣固反應與氣體滲流新模型，考慮了反應過程中氣體成分變化，研究表明，耦合和非耦合分析有本質區別，反應過程中氣體性質的變化十分重要，不能忽略；研究了化學反應對孔隙結構及滲流規律的影響，導出了與反應相關的滲流定律，突破了多孔介質傳熱學中剛性多孔介質的限制，建立了化學反應、孔隙結構改變與滲流耦合的模型；研究表明，孔隙結構和化學反應有強烈的相互作用，這種相互作用對流動和反應轉化都有顯著影響。在非平衡態熱力學的基礎上研究了多孔介質內多組元流體的耦合擴散，證明耦合擴散與非耦合擴散有本質差別；考慮到化學反應引起的混合氣體熱容變化和相變傳熱，建立了傳熱、傳質、化學反應耦合的新模型，結果表明，相變傳熱和反應過程中混合氣體的熱容變化，對反應和傳遞有重要影響。
三、岩爆和礦山結構的非穩定破壞
套用突變理論研究礦山結構非穩定破壞的機制，導出了不同礦山結構岩爆發生準則的解析表達式；建立了堅硬頂板下礦柱岩爆的模型。利用該模型成功地解釋了過去令人費解的一種現象，即頂板岩層不破壞，僅僅礦柱的破壞，既能使該結構釋放出大量能量，引起震級較大的礦震的現象；考慮到圍岩的流變，研究了岩爆的時間效應，不但導出岩爆失穩準則的解析解，還可估算岩爆滯後發生的時間。對岩爆的時間效應給出了清楚和合理的解釋。
