——　第二部分　国家自然科学基金项目成果巡礼　——

　　我国西南地区水利水电开发涉及大量超大规模的高坝坝基、高边坡、大型地下洞室群等岩体工程，工程实践表明现有稳定、加固、监测分析方法的有效性亟待提高，深层次的原因则是对岩体结构非平衡演化内在动力机制的认识严重不足，国际上极为关注的地震孕育过程和页岩气开采中水压致裂控制，其难点皆在于此。

　　在国家自然科学基金的连续资助下，清华大学杨强教授提出在此类研究中，需要将岩体结构非平衡演化的内在驱动力摆在与应力和变形同等重要的显式地位上，并指出黏塑性力学中的过应力就是岩体结构非平衡演化的有效驱动力。基于Duvaut–Lions黏塑性模型，杨强建立了岩体非平衡演化结构所遵循的最小塑性余能原理，为岩石力学中经典的“新奥法施工”学说奠定了理论基础。

　　杨强进一步指出过应力的等效节点力就是弹塑性有限元分析中的不平衡力，它是岩体结构稳定所需的加固力，而最小塑性余能则说明由此确定的加固力分布为全局最优加固配置，由此确立了岩体非平衡演化精细过程控制的理论基础。在课题组刘耀儒等老师和学生的共同努力下，通过一系列的大型三维拱坝地质力学模型试验充分展示出不平衡力分布与拱坝和坝基破损部位的高度相关性。由此发展的“变形加固理论”在我国小湾、溪洛渡、锦屏一级、白鹤滩、大岗山、松塔等特高拱坝和坝基加固设计上得到全面应用，成为基本设计依据，并成功应用于锦屏一级、大岗山、果卜、鲁甸灾区等岩质高边坡。研究成果获得国家科技进步等二等奖并进入新版《水工设计手册》。

　　岩体非平衡演化进程中一个高度关注的重要机制是损伤演化，其驱动力是损伤变量的共轭力。杨强发展了Rice的多尺度非线性非平衡态热力学理论，在国际上首次揭示出Ziegler的最大耗散原理对应于Rice的微观内变量的齐次演化律，实现了内在动力机制的多尺度变换，据此建立起基于共轭力的裂隙岩体组构张量演化律。相关论文位列《国际损伤力学杂志》被引次数最多的50篇论文之中，国际著名力学家Fischer在ASME《应用力学杂志》予以专文正面讨论。

　　杨强2013年受邀在第12届欧洲联合热力学大会（JETC 2013）上就最大耗散原理的微观机制做大会报告，成为我国首位大会报告人。2014年在日本京都杨强获得国际岩土力学计算方法与进展协会（IACMAG）的顶级学术大奖Desai奖，这是我国学者首次获此殊荣，并成为我国首位IACMAG大会报告人。