个人简介

郭宁，浙江大学“百人计划”研究员，博导。江苏南通人。获清华大学学士学位及香港科技大学博士学位（导师赵吉东教授）。曾担任香港科技大学讲师及加拿大卡尔顿大学助理教授。于2018年6月入职浙江大学建筑工程学院滨海和城市岩土工程研究中心。 实验室长期招聘博士后，年薪25-30万，享受浙江大学博士后相关待遇（详情访问http://hr.zju.edu.cn/postdoctor/），欢迎邮件咨询。 教学与课程 《基础工程》（本科） 《交通岩土工程》（研究生） 研究与成果 一、耦合有限元-离散元多尺度模拟方法（FEM/DEM）是一种崭新的针对颗粒材料（如砂土、砂岩、混凝土等）的数值方法。其结合了有限元与离散元各自的优势，有效衔接了颗粒材料的不同特征尺度（细观颗粒尺度和宏观工程尺度），为材料力学行为的跨尺度研究提供了便利，且无需假设材料的唯象本构关系。该方法集成在开源离散元软件YADE中，网页文档https://yade-dem.org/doc/FEMxDEM.html，欢迎交流。以下算例分别为：1）饱和多孔砂岩在不排水条件下形成压实带，并向剪切带转变的过程；2）各向异性砂土上浅基础沉降及破坏过程；3）砂土中的柱孔扩张问题；4）砂土常规三轴压缩试验。 二、岩土工程大变形、强不连续问题模拟 2.1光滑粒子有限元法（SPFEM）在粒子有限元法（PFEM）和光滑有限元法（SFEM）的基础上，将两者结合在一起，通过Delaunay tessellation快速重构网格，可模拟大变形问题。该方法同时采用节点积分（nodal integration）形式，避免了网格重划分后的变量插值。以下算例分别为：1）滑坡模拟；2）黏土边坡后退式渐进破坏。 2.2物质点法（MPM）兼具欧拉法和拉格朗日法的优点，采用质点离散材料区域，利用背景网格求解空间导数和动量方程，避免了网格畸变和对流项的处理，非常适合用来模拟材料大变形和断裂破碎等问题。以下算例分别为：1）剪切转变区（STZ）模型模拟土-管道相互作用。 三、离散元法（DEM）区别于传统的连续介质力学方法（如有限元法），直接从颗粒尺度考虑颗粒材料在外力作用下内部各颗粒的动力学行为，是研究颗粒材料微观力学与微观结构演化的有效工具。下图分别展示了：1）砂土常规三轴压缩试验中的力链网络；2）往复交通荷载（心形应力路径）作用下土单元体响应；3）Couette剪切试验（左）与颗粒堆积的Voronoi tessellation（右，该图入选PRE Kaleidoscope）。 项目资助 国家自然科学基金面上项目，砂性土中桩打入过程多尺度模拟及承载力时间效应机理研究，主持，2021.01-2024.12。 国家自然科学基金青年科学基金项目，考虑颗粒形态效应的砂土动力学细观研究及地震响应多尺度模拟，主持，2019.01-2021.12。 中央高校基本科研业务费专项（浙江大学科技创新团队），岩土材料大变形与不连续问题宏微观数值模拟及应用研究，主持，90万人民币，2021.01-2023.12。 中国工程院咨询项目，土木工程智能建造发展战略研究，子课题负责人，2021.01-2022.12。 浙江大学“百人计划”科研启动经费，主持，400万人民币。 加拿大自然科学与工程研究理事会，岩土材料考虑强弱间断演化的水力-应力耦合多尺度模拟，主持，13万加元。 卡尔顿大学科研启动经费，主持，6万加元。 实验室成员 实验室诚招硕士、博士研究生，欢迎报考；及长期招聘博士后，欢迎邮件咨询。 在读博士生 赵一锦（2020.9-）：本科毕业于郑州大学。 陈礼凡（2019.9-）：本科毕业于浙江大学。 陈礼凡.jpg 发表论文： Guo,N.,Chen,L.F.&Yang,Z.X.(2020).Multiscale modelling and analysis of footing resting on an anisotropic sand.Géotechnique,accepted. 李文龙（2018.9-）：本科毕业于山东大学，与杨仲轩教授共同指导。 李文龙.png 发表论文： Li,W.L.,Guo,N.,Yang,Z.X.&Helfer,T.(2021).Large-deformation geomechanical problems studied by a shear-transformation-zone model using the material point method.Computers and Geotechnics 135,104153. 在读硕士生 刘晗帆（2020.9-）：本科毕业于西南交通大学。 刘晗帆.jpg 苏明明（2020.9-）：本科毕业于大连理工大学。 胡沈江（2019.9-）：本科毕业于合肥工业大学。 胡沈江.jpg 杨帆（2019.9-）：本科毕业于重庆大学。 杨帆.jpg 发表论文： Guo,N.,Yang,F.,Yang,Z.X.&Zhao,S.(2021).Deformation characteristics of inherently anisotropic granular media under repeated traffic loading:A DEM study.Acta Geotechnica,under review. 本科生毕设 陈枫、李月婷（2020.11-2021.6）陈礼凡（2018.11-2019.6） 奖励荣誉 [1]荣获《Computers and Geotechnics》杰出论文奖 实验室动态 [2021]硕士生杨帆首篇SCI论文投稿Acta Geotechnica。论文使用椭圆形颗粒离散元，研究了具有初始各向异性的砂土在往复交通荷载（心形应力路径）作用下的变形特性。 [2021-3-29]博士生李文龙（与杨仲轩教授共同指导）首篇SCI论文被Computers and Geotechnics接收。论文使用剪切转变区(STZ)模型以及物质点方法，模拟岩土工程领域的大变形问题，包括砂柱垮塌、软土地基浅基础沉降、土—管道相互作用。论文链接：10.1016/j.compgeo.2021.104153 [2021-3-28]课题组成员于武汉参加第五届全国颗粒材料计算力学会议，与中山大学胡正博士合影（照片由左至右依次为：王雪松、胡沈江、吴祁新、傅赛、魏骁博士、郭宁、胡正博士、陈礼凡、李月婷、刘晗帆、杨帆）。博士生陈礼凡在会上做了分会场报告，并荣获优秀学生论文奖。 合影优秀学生论文奖.jpg [2021-1-27]博士生徐梦倩（协助杨仲轩教授指导）首篇SCI论文被Granular Matter接收。论文采用傅里叶形状参数和随机场方法生成与真实砂土颗粒形状相似的颗粒，并通过重叠小球法在离散元中重构这些不规则形状颗粒，继而探讨了颗粒伸长率与不规则度对颗粒材料剪切行为的影响。论文链接：10.1007/s10035-021-01096-4。 [2020-10-15]博士生陈礼凡首篇SCI论文投稿Géotechnique(ZJU100)，在首轮评审阶段获三位审稿人一致好评('Your manuscript has been reviewed by three world experts.They all have unanimously provided excellent comments about the manuscript and recommended its publication')，历时50天小修接收。论文采用耦合有限元与离散元的多尺度方法，研究了各向异性砂土上浅基础的承载力与非对称破坏问题。论文链接：10.1680/jgeot.20.P.306。

研究领域

计算岩土/材料力学、岩土工程数值新方法、多尺度多物理场模拟

计算岩土力学多尺度多场耦合分析、岩土工程数值新方法、多孔异质材料计算力学等。

近期论文

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(_指导学生及合作博士后；*通讯作者) Guo,N.,Yang,F.,Yang,Z.X.&Zhao,S.(2021).Deformation characteristics of inherently anisotropic granular media under repeated traffic loading:A DEM study.In preparation. DOI:TBC. Li,W.L.,Guo,N.*,Yang,Z.X.&Helfer,T.(2021).Large-deformation geomechanical problems studied by a shear-transformation-zone model using the material point method.Computers and Geotechnics 135,104153. DOI:10.1016/j.compgeo.2021.104153. Guo,N.,Chen,L.F.&Yang,Z.X.(2020).Multiscale modelling and analysis of footing resting on an anisotropic sand.Géotechnique,accepted. DOI:10.1680/jgeot.20.P.306. Guo,N.,Yang,Z.,Yuan,W.&Zhao,J.(2021).A coupled SPFEM/DEM approach for multiscale modeling of large-deformation geomechanical problems.International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics 45(5),648-667. DOI:10.1002/nag.3175. Xu,M.Q.,Guo,N.*&Yang,Z.X.(2021).Particle shape effects on the shear behaviors of granular assemblies:irregularity and elongation.Granular Matter 23(2),25. DOI:10.1007/s10035-021-01096-4. Chen,X.,Zhang,L.,Zhang,L.,Zhou,Y.,Ye,G.&Guo,N.(2021).Modelling rainfall-induced landslides from initiation of instability to post-failure.Computers and Geotechnics 129,103877. DOI:10.1016/j.compgeo.2020.103877. Huang,F.,Wu,C.,Jang,B.-A.,Hong,Y.,Guo,N.&Guo,W.(2020).Instability mechanism of shallow tunnel in soft rock subjected to surcharge loads.Tunnelling and Underground Space Technology 99,103350. DOI:10.1016/j.tust.2020.103350. Zhao,S.,Zhao,J.&Guo,N.(2020).Universality of internal structure characteristics in granular media under shear.Physical Review E 101,012906. DOI:10.1103/PhysRevE.101.012906. Wu,H.,Zhao,J.&Guo,N.(2019).Multiscale modeling of compaction bands in saturated high-porosity sandstones.Engineering Geology 261,105282. DOI:10.1016/j.enggeo.2019.105282. Wu,H.,Zhao,J.&Guo,N.(2018).Multiscale insights into borehole instabilities in high-porosity sandstones.Journal of Geophysical Research:Solid Earth 123(5),3450-3473. DOI:10.1029/2017JB015366. Wu,H.,Guo,N.&Zhao,J.(2018).Multiscale modeling and analysis of compaction bands in high-porosity sandstones.Acta Geotechnica 13(3),575-599. DOI:10.1007/s11440-017-0560-2. Guo,N.&Zhao,J.(2016).Parallel hierarchical multiscale modelling of hydro-mechanical problems for saturated granular soils.Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 305,37-61. DOI:10.1016/j.cma.2016.03.004. Guo,N.,Zhao,J.&Sun,W.C.(2016).Multiscale analysis of shear failure of thick-walled hollow cylinder in dry sand.Géotechnique Letters 6(1),77-82. DOI:10.1680/jgele.15.00149. Guo,N.&Zhao,J.(2016).3D multiscale modeling of strain localization in granular media.Computers and Geotechnics 80,360-372. DOI:10.1016/j.compgeo.2016.01.020. Guo,N.&Zhao,J.(2016).Multiscale insights into classical geomechanics problems.International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics 40(3),367-390. DOI:10.1002/nag.2406. Zhao,J.&Guo,N.(2015).The interplay between anisotropy and strain localisation in granular soils:a multiscale insight.Géotechnique 65(8),642-656. DOI:10.1680/geot.14.P.184. Guo,N.&Zhao,J.(2014).A coupled FEM/DEM approach for hierarchical multiscale modelling of granular media.International Journal for Numerical Methods in Engineering 99(11),789-818. DOI:10.1002/nme.4702.(入选期刊2014年度高被引论文) Guo,N.&Zhao,J.(2014).Local fluctuations and spatial correlations in granular flows under constant-volume quasistatic shear.Physical Review E 89,042208. DOI:10.1103/PhysRevE.89.042208.(入选期刊万花筒) Zhao,J.&Guo,N.(2014).Rotational resistance and shear-induced anisotropy in granular media.Acta Mechanica Solida Sinica 27(1),1-14. DOI:10.1016/S0894-9166(14)60012-4. Zhao,J.&Guo,N.(2013).Unique critical state characteristics in granular media considering fabric anisotropy.Géotechnique 63(8),695-704. DOI:10.1680/geot.12.P.040. Guo,N.&Zhao,J.(2013).The signature of shear-induced anisotropy in granular media.Computers and Geotechnics 47,1-15. DOI:10.1016/j.compgeo.2012.07.002.(ESI高被引，获Scott Sloan Best Paper Award)

学术兼职

目前担任国际土力学与岩土工程学会委员，TC103（数值方法）和TC105（宏微观土力学）通讯委员，中国土木工程学会土力学及岩土工程青年工作委员会委员，浙江省岩土力学与工程学会本构理论与数值分析专业委员会秘书长。