兴国必先强师，教师是立教之本，兴教之源。习近平总书记强调：“好老师要做到学为人师，行为世范”、“真正把为学，为事，为人统一起来，当好学生成长的领路人”。
必赢76net线路,必赢唯一官方网站教师们不忘初心，砥砺前行，投身土木工程各领域科技前沿，全面贯彻党的二十大和两会精神，不断提高自身科技创新“硬实力”。立德树人，修身治学，开拓创新，努力做到“为学，为事，为人”相统一，以蓬勃朝气和向上力量为中国式现代化建设和“双一流”人才培育助力。
从即日起，“耀熠土木——优秀师生风采展”系列推文将在必赢76net线路,必赢唯一官方网站官网和官方微信公众号全面上线，直面学院教师，聚焦立德树人、科学研究和社会服务，促进学院发展。本期让我们了解郭瑞奇讲师。
个人简介
郭瑞奇，1993年3月生，工学博士，讲师，硕士生导师。2017年9月至2020年12月于湘潭大学和军事科学院国防工程研究院联合培养，获工学博士学位。2021年6月进入湘潭大学必赢76net线路,必赢唯一官方网站从事教学、科研工作。主要研究领域为新型工程材料高应变率动态力学性能及冲击动力学实验技术。
本科教学工作
主讲土木类本科专业《材料力学》、《土木工程测试技术》、《岩土工程测试技术》课程，教学过程中遵循科教融合的教学理念，将已有的科研平台和科研案例投入到课堂教学过程中，将“科研”与“教学”紧密融合起来，实现两者有效互补，从而丰富课堂教学内容，提高学生的创新能力和理论联系实际的能力。2022年指导学生申请国家大学生创新性实验计划资助项目(202210530039)一项，指导学生参加湖南省第九届大学生结构设计竞赛获三等奖一项。
(a) (b)
图1 指导学生开展的刚性弹体侵彻混凝土(a)与花岗岩(b)数值模拟工作
图2 指导学生参加结构设计竞赛获奖
科学研究
主要从事大直径Hopkinson杆动态力学实验技术及岛礁工程珊瑚混凝土材料方面的研究，研究方向紧密结合我国南海岛礁工程建设的重大战略需求。主持湖南省自然科学基金资助项目1项，湖南省教育厅项目1项，在《International Journal of Impact Engineering》、《Acta Mechanica Solida Sinica》、《兵工学报》、《爆炸与冲击》、《振动与冲击》等期刊上发表论文近20篇，申请动态力学试验方面的专利5项，混凝土细观建模方法专利2项。近年来完成的代表性研究成果如下：
一、SHPB主动围压装置的研制与调试工作
参与了任辉启院士团队的新型Hopkinson杆及主动围压装置的研制与调试工作。目前SHPB主动围压实验方法是在冲击试验前分别对轴压室和围压室施加初始压力，其主要缺陷首先是不能进行轴向加载，只能径向加载，而且较高围压下会使杆体发生运动从而造成试件掉落。由于围压缸左右开合的设计，导致试件装卸不方便，影响试验效率。研制的新型Hopkinson杆设备及主动围压装置同时具备轴向和径向加载功能，可解决高围压下的杆体移动问题，围压缸结构上设计为中间开合的方式，方便试件的取放。
(a)
(b)
图3 任辉启院士团队研制的新型Hopkinson杆(a)及主动围压装置(b)
二、主动围压下纳米SiO2增强珊瑚砂水泥基复合材料
动态力学性能研究
使用纤维材料能有效改善珊瑚混凝土的宏观和微观力学性能，其中玄武岩纤维具备耐腐蚀、耐高温等优良性能，适合作为珊瑚混凝土的增强、增韧材料。然而，采用纤维掺入的方式，对水泥基复合材料的提升效果有限，且提升方式单一。由于纳米SiO2具有很高的火山灰活性，可以促进混凝土的水化反应，提高混凝土的抗压强度，并且对孔隙结构有明显的填充效应，因此纳米材料和纤维材料两者结合能给混凝土带来更优越的力学性能。研究结果表明纳米SiO2改善了珊瑚砂水泥基复合材料的微观形貌，纳米SiO2颗粒促进了水化，从而增强了水泥基材料的密实性。由此可见，针对珊瑚骨料多孔、强度低的缺陷，纳米SiO2有望改善珊瑚砂水泥基复合材料的物理力学性能。
(a) 空白对照组 (b) 掺纳米SiO2改性效果
图4 纳米SiO2对珊瑚混凝土的改性效果
考虑到海洋工程恶劣的服役环境(地震、海啸、狂风)，沿海机场跑道受到的飞机下降的冲击力，石油钻井平台、海上风电工程等结构在突发事件中受到的爆炸冲击载荷等等，岛礁工程不可避免地会承受冲击波载荷的影响，因此开展对岛礁工程材料动态力学性能的研究具有重要意义。当前对于珊瑚混凝土动态力学性能的研究主要以单轴冲击压缩实验为主，在围压下动态力学性能的研究涉及较少。由于水工结构、桩基等结构物在海水下会受到围压作用，且在海洋环境中时常有海水的冲刷、海底火山爆发等冲击荷载，因此研究围压作用下冲击荷载对珊瑚砂水泥基复合材料的影响在实际工程的应用具备重要意义。
图5 不同围压作用下珊瑚混凝土试样破坏形态
三、纤维增强混凝土细观建模方法研究
混凝土作为工程中广泛应用的建筑材料，其抗压强度远远超过抗拉强度，而较差的抗拉强度往往会导致混凝土材料在实际工程中的受拉区极易产生裂缝进而发生破坏。在混凝土中掺入适量的纤维能够很好的改善混凝土的抗拉性能，即掺入纤维对混凝土的力学性能够带来很大的改变，因而当前对纤维混凝土的研究受受到了越来越多的关注。为实现纤维混凝土的性能分析，现有技术中可采用仿真计算的方式，即首先建立合理的纤维混凝土模型，然后通过软件计算得出纤维混凝土的力学性能。但是实际要建立完全精准的纤维混凝土模型较为困难，尤其是在进行建模分析以及后期计算时，为适应于多种不同的应用场景，需要建立出多种不同的纤维混凝土模型进行分析，导致需要针对于不同应用场景重复构建出大量的维混凝土模型，不仅实现复杂、繁琐，且建模效率低，并不适用于需要进行多种情况建模与分析的场合。针对以上问题，课题组提出了一种实现方法简单、易于实现、建模效率以及精度高、灵活性强，可以大大降低计算量，同时节省计算成本的纤维增强混凝土的参数化细观建模方法、设备及存储介质，能够适用于多种不同应用场景下，快速、高效的建模出多种所需的纤维混凝土模型。
图6 不同纤维长度的混凝土细观模型
图7 不同纤维含量的混凝土细观模型
图8 混杂纤维的混凝土细观模型
郭瑞奇老师电子邮箱：grq@xtu.edu.cn
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