华东交通大学 · 光弹性颗粒力学实验室

揭示颗粒体系的力学本质

实验室围绕颗粒材料内部应力、结构演化与工程相互作用开展研究,综合采用光弹实验、先进成像与离散元模拟,连接颗粒尺度机理与工程尺度行为。

岩土工程 颗粒力学 光弹性力学 颗粒–结构/装备相互作用
圆盘对径受压下的彩色光弹应力条纹
对径受压条件下的光弹应力条纹

研究方向

从颗粒尺度机制到工程问题

从实际工程挑战出发,以颗粒尺度直接测量为核心手段,揭示宏观力学行为背后的细观机制。

岩土工程 颗粒力学 光弹性力学 颗粒–结构/装备相互作用
01

工程挑战

  • 挖掘与颗粒体系–装备相互作用
  • 矿山与施工装备磨损
  • 桩基安装与颗粒体系–结构相互作用
  • 土体液化与失稳
  • 颗粒流动、输运与堵塞
02

光弹性颗粒力学

在准静态、循环及流动条件下开展全场颗粒应力测量与力链追踪,直接研究堵塞–解堵、循环响应和液化等过程及其机制。

03

机理认知

  • 力链形成与重组
  • 组构演化与各向异性
  • 堵塞–解堵转变
  • 应力重分布与局部化
  • 临界状态行为的细观力学起源

实验平台

面向全场颗粒应力成像的专用实验平台。

自主搭建光弹实验平台,集成偏振光学、电控运动、图像采集与力学加载,为颗粒体系定量应力测量与岩土颗粒试验提供实验基础。

全场光弹成像高精度偏振控制颗粒尺度应力分析颗粒体系加载试验
光弹性颗粒力学实验平台
华东交通大学光弹性颗粒力学实验室
华东交通大学光弹性颗粒力学实验室

科研项目

国家级与省部级项目支撑的研究体系。

实验室研究工作由负责人主持的四项科研项目共同支撑,覆盖颗粒力学、光弹性实验技术与岩土颗粒材料液化机制。

主持

国家自然科学基金优秀青年科学基金项目(海外)

颗粒物质静、动力学与物理的综合理论开发及应用

主持

国家自然科学基金青年科学基金项目(C类)

基于光弹性试验的岩土颗粒材料流动液化机理与颗粒形态效应研究

主持

江西省自然科学基金青年直接支持项目

面向岩土体流动液化机理研究的光弹性圆盘偏振光扫描仪器研发

主持

江西省职业早期青年科技人才项目

江西省岩土体流动液化机理研究

光弹性

让应力可见。

利用偏振光成像,将原本不可见的内部应力信息转化为可测量的干涉条纹与角度信息。

彩色等差线光弹图像
等差线场彩色干涉条纹反映主应力差相关信息。
0度等倾线光弹图像
0° 等倾线图像偏振角度信息可用于主应力方向反演。

团队

研究负责人、合作成员与学生。

围绕颗粒力学、实验方法与工程应用开展持续研究与合作。

文雨轩

Principal Investigator

文雨轩

教授 · 华东交通大学

主要从事岩土工程、颗粒力学、光弹性力学以及颗粒材料与工程结构/装备相互作用研究。

yuxuan.wen@ecjtu.edu.cn

合作成员

T. Matthew Evans

T. Matthew Evans

教授 · 美国俄勒冈州立大学

颗粒力学、图像分析、数值方法与非饱和土力学。

庄海洋

庄海洋

教授 · 华东交通大学

岩土地震工程、地下绿色建筑智能建造与韧性提升、固体废弃物土木工程再利用。

朱碧堂

朱碧堂

教授 · 华东交通大学

智能岩土工程、隧道工程、桩基工程、深基坑工程与海上风电基础工程。

学生

刘素素

硕士研究生

光弹性颗粒力学

魏荣骏

硕士研究生

螺旋桩–颗粒相互作用

代表成果

颗粒组构、堵塞相变、颗粒形态与液化行为。

以下为实验室负责人及合作团队的部分代表性论文。

Isolated effects of three-dimensional particle shape on the critical state behaviour of granular soils under constant mean stress shearing (2026)

Wen, Y., Evans, T. M. & Xu, C.

Géotechnique 76, No. 8, 1035–1051.

Influence of fines content and initial static shear on the cyclic liquefaction behavior of silty sands: A DEM study (2026)

Pan, K., Li, P., Wu, J., Xu, W., Hu, Z., Wen, Y.* & Cai, Y. 通讯作者

Soil Dynamics and Earthquake Engineering 207, 110285.

Fabric-based jamming phase diagram for frictional granular materials (2024)

Wen, Y. & Zhang, Y.

Soft Matter 20, No. 14, 3175–3190.

Evidence of a unique critical fabric surface for granular soils (2023)

Wen, Y. & Zhang, Y.

Géotechnique 73, No. 5, 439–454.

Relation between void ratio and contact fabric of granular soils (2022)

Wen, Y. & Zhang, Y.

Acta Geotechnica 17, 4297–4312.

技术与合作

从基础颗粒力学到可转化的工程技术。

欢迎高校科研团队、工程企业、装备制造单位及技术合作伙伴开展联合研究与成果转化。

科研合作

围绕颗粒力学、光弹性、岩土力学及颗粒尺度实验方法开展联合研究。

企业联合研发

面向挖掘、磨损、颗粒加工与颗粒–装备相互作用开展工程问题研究。

仪器与实验技术

开展光弹测量平台、图像采集流程、应力分析与实验系统开发。

学生科研机会

欢迎对实验、计算、图像分析与颗粒力学感兴趣的学生参与研究。

联系我们

欢迎交流与合作。

科研合作、企业联合研发、学生科研机会及技术交流:

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