1、课题来源与背景 课题来源：广东省自然科学基金-面上项目：考虑随机变异性的南方软土材料多尺度本构框架及程序实现，2016A030313233；广东省基础与应用基础研究基金委员会 背景：当前工程领域的快速发展衍生了诸多工程灾害问题，尤其在我国南方软土地区，其中由于岩土材料自身属性而引发的诸如滑坡、塌陷、大变形等工程问题屡屡见诸报端。在当前诸多的岩土材料数值计算研究中，尚未考虑岩土材料不同尺度上的不均质性、局部变形引起的材料性质变化；另外，微观与宏观尺度的模拟之间仍存在着断层，缺乏行之有效的理论模型与衔接手段，特别是随机场与离散元尚未进行有效的结合。

    2、研究目的与意义: 本项目的研究旨在丰富和完善随机场理论以及与有限元的结合方法，致力于建立起岩土材料微观尺度与宏观反应的联系提供新的思路和方法。这种基于随机场理论的数值模拟能更真实反应岩土材料的不均匀性，对我国南方具体工程实践有重要的参考价值，因而本项目具有重要的科学理论与工程实际意义。

    3、主要论点与论据 论点：传统的数值模拟方法是基于将材料参数视为常数进行的，这种假定与天然岩土材料的结构矛盾，岩土材料存在明显的空间变异性与多尺度性。 论据：本课题以多孔介质岩土材料的变形带为切入点，基于有限元、离散元法和玻尔兹曼法，通过建立颗粒化过程与宏观特性的基本联系，搭建了分级的基于岩土体本构特性多尺度模型，并通过室内及现场试验对构建的本构模型框架进行校准和验证。

    4、创见与创新 ：（1）构建针对南方软土多孔材料的多尺度随机场模型，实现了不同尺度下岩土材料的空间关联性，较好的表征了岩土材料的尺度多样性以及空间变异性。 （2）开发了大型多尺度随机场与有限元的耦合计算程序，解决多尺度计算中不同尺度间的信息传递，以及多尺度算法与随机场的耦合性问题，揭示岩土材料多尺度上的不均匀性对整体系统的影响。

    5、社会经济效益，存在的问题 社会经济效益：本课题的研究属于岩土力学领域最底层的基础研究，研究成果将为岩土力学和流体力学耦合行为的深入理解提供新的思路。当前，材料的多尺度建模是力学界的研究热点，但是在岩土力学领域的研究相对较少，本文所建立的研究框架，将在多尺度建模方法和岩土力学之间搭建一个连通彼此的桥梁和研究平台，成果可较广泛的应用于多孔介质岩土材料的水利水电、城市建设、道路交通、冶金矿山和减灾防灾等领域中重大工程的设计、施工及长期稳定性分析等方面，尤其在设计中参数的选取和变化预测等方面具有重要的参考价值和广泛的应用前景。 存在的问题：采用多尺度随机场模型能更为准确的描述岩土材料的真实结构，但在工程中需要的计算量相对较大，如何实现更高效的计算是后续将要进一步研究的问题。

    6、历年获奖情况： （1）2018年广东省科学技术奖二等奖，富水环境城市地下工程施工安全动态控制技术与应用（排名第1）； （2）2018年中国产学研创新成果奖二等奖，固流耦合作用下地下工程动态施工与安全控制创新应用（排名第1） （3）2018年广东省土木建筑学会科学技术奖一等奖，城市地下结构施工安全动态管控理论研究与应用（排名第1） （4）2018 年度中国交通运输协会科学技术奖二等奖，城区富水砂卵地层大断面隧道综合修建技术（排名第7）。