科研经历
申请人唐小松现为武汉大学水利水电学院副教授、硕士生导师。申请人自2008年在武汉大学水利水电学院攻读博士学位,博士学位论文“基于Copula理论的岩土体参数不确定性建模与可靠度分析”被评为2015年“湖北省优秀博士学位论文”,博士阶段的研究成果相继写入中文学术专著《基于Copula理论的岩土体参数不确定性表征与可靠度分析》和英文学术专著《Risk and Reliability in Geotechnical Engineering》。在此期间,经国家留学基金委资助赴新加坡国立大学土木与环境工程系博士研究生联合培养2年,师从国际岩土工程可靠度与风险分析著名专家、新加坡工程院院士方国光(Phoon KK)教授。2014年6月博士毕业留校工作以来,先后在武汉大学水利水电学院和香港科技大学土木与环境工程系开展博士后研究,合作导师分别为周创兵教授(青年人才托举工程项目责任导师)和王瑞斌(Wang JP)教授。上述科研经历使申请人接触到了岩土工程可靠度与风险分析领域的研究前沿,同时培养了一流的科研素质和创新能力。
申请人是2015年湖北省优秀博士学位论文获得者,并于2016年入选武汉大学“351人才计划”珞珈青年学者。主持国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年科学基金项目、湖北省自然科学基金青年科学基金项目、中国博士后科学基金面上项目和特别资助项目、国家重点研发计划子课题、武汉大学自主科研项目青年教师资助项目和学科交叉类资助项目等纵向科研项目,主持上述项目为申请人积累了丰富的从事基础研究的科研经验以及项目执行和管理能力。截至目前在国内外权威期刊发表SCI论文24篇(ESI高被引论文4篇)、中文EI论文22篇,出版中文学术专著2部,参编英文学术专著1部,获批软件著作权登记7项。上述成果一经发表,立即引起国内外同行的关注,相关论文目前已被SCI数据库(Web of Science核心合集)引用了412次(他引327次),单篇最高被引62次,篇均被引近20次。此外,成果还获2017年湖北省自然科学一等奖、第十五届湖北省自然科学优秀学术论文一等奖、第十四届湖北省自然科学优秀学术论文二等奖、武汉大学ESI论文突出贡献奖、武汉大学研究生学术创新奖等。
科研贡献
申请人自2008年攻读博士学位以来对岩土体参数不确定性表征与岩土结构物可靠度分析方法开展了深入地研究,主要学术贡献如下:
1. 提出了基于Copula理论的岩土体参数不确定性表征方法
提出了基于Copula函数的岩土体参数联合概率分布模型构建方法,建立了有限数据条件下相关非正态岩土体参数二维和多维分布模型,得出了常用的多维正态分布模型并不总是表征岩土体参数相关结构的最优概率分布模型的重要结论,有效地克服了岩土工程可靠度分析与风险控制长期依赖于岩土体参数多维正态分布模型的局限。成果发表于国际权威期刊【International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2013, 37(6): 597-617】和【Science China Technological Sciences, 2012, 55(11): 3081-3089】,已被SCI分别引用48次和22次。ASCE风险评估与管理委员会主席、国际期刊Engineering Geology主编Juang CH教授高度评价了该成果,认为申请人在基于Copula理论的岩土工程可靠度分析方面做出了开拓性工作 [The coauthors pioneered the application of the copula theory in a number of geotechnical reliability problems],并大篇幅引用了该成果。
2. 揭示了Copula函数对岩土结构物可靠度的影响规律
建立了研究Copula函数对岩土结构物可靠度影响的单一失效模式、串联系统和并联系统可靠度分析模型,推导了基于Copula函数的失效概率计算解析表达式。从理论层面阐明了岩土体参数联合概率分布模型对岩土结构物可靠度的影响规律,首次揭示了岩土体参数多维正态分布模型可靠度结果的失真机制,为含相关非正态岩土体参数可靠度分析奠定了理论基础。该成果发表于可靠度领域顶级期刊【Structural Safety, 2013, 44: 80-90】和【Journal of Risk and Reliability, 2013, 227(5): 499-512】,已被SCI分别引用37次和22次,被列为该期刊25篇最热门论文之一。该成果引起新加坡工程院院士Phoon KK教授高度关注,应他邀请将该成果写入英文专著《Risk and Reliability in Geotechnical Engineering》第2章。意大利Marinella Masina教授对该成果非常感兴趣,来信索要论文全文,并采用该方法进行海堤失效风险研究。
3. 提出了不完备概率信息条件下边坡可靠度估计方法
提出了有限数据条件下边坡可靠度分析方法,从理论上阐明了有限数据条件下边坡可靠度计算结果不唯一的根本原因。提出了有限数据条件下表征边坡失效概率变化程度的波动范围分析方法,揭示了边坡失效概率波动范围随边坡名义安全系数的变化规律。建立了有限数据条件下边坡失效概率估计误差的评判标准。从根本上解决了有限数据条件下边坡可靠度估计的难题。鉴于该成果重要性,国际权威期刊【Structural Safety, 2015, 52: 90-99】直接录用全文发表,并入选ESI高被引论文。发表于期刊【Computers and Geotechnics, 2013, 49: 264-278】论文被列为该期刊25篇最热门论文之一,并获湖北省自然科学一等奖和第十五届湖北省自然科学优秀学术论文一等奖。相关论文已被SCI分别引用51次和62次。美国工程院资深院士Ang AHS教授对该成果给予了高度评价,认为所提出的方法为有限数据条件下边坡可靠度分析奠定了理论基础 [This study proposes a theoretical framework for geotechnical reliability under incomplete probability]。此外,美国俄勒冈州立大学Stuedlein AW教授、英国利物浦大学Beer M教授、台湾国立大学Ching JY教授、香港科技大学张利民教授等也对该成果给予了高度评价。
4. 提出了基于Bootstrap方法的岩土体参数联合分布模型识别方法
阐明了样本数目对岩土体参数联合概率分布模型识别的影响规律,提出了基于Bootstrap方法的岩土体参数最优联合概率分布模型识别方法,提出了能同时考虑岩土体参数最优联合概率分布模型和分布参数统计不确定性的岩土结构物可靠度分析方法。丰富了岩土工程不确定性分析方法,为小样本条件下岩土体参数最优联合概率分布模型识别与可靠度估计提供了理论支撑。该成果发表于国际权威期刊【Reliability Engineering and System Safety, 2015, 140: 99-106】、【Applied Mathematical Modelling, 2015, 39(17): 5310-5326】和【Computers and Geotechnics, 2017, 87: 229-240】。审稿人高度评价了该成果,认为提出了一种有效的小样本条件下岩土结构物可靠度分析方法,且方法简单可行 [The paper provides a valuable approach to the problem of reliability analysis under scarce statistical data. The method presented is valid and fairly easy to understand and apply]。
5. 提出了含相关非正态变量边坡可靠度分析的认知聚类分区方法
提出了含相关非正态变量复杂功能函数边坡可靠度分析的认知聚类分区方法,探讨了该方法在水电工程高边坡(大岗山水电站左岸天然边坡和锦屏一级水电站左岸工程边坡)可靠度分析中的有效性,为解决含相关非正态变量的复杂功能函数边坡可靠度问题提供了一种有效的分析工具,在可靠度理论应用于复杂水电工程边坡稳定性分析方面迈出了重要一步。该成果发表于国际权威期刊【Computers and Geotechnics, 2012, 45: 34-43】,已被SCI引用23次,被列为该期刊25篇最热门论文之一。可靠度领域著名专家如ASCE Fellow、国际期刊Engineering Geology主编Juang CH教授、香港城市大学Wang Yu教授等将所提认知聚类分区方法列为边坡可靠度分析的代表性方法。有关论文获第十四届湖北省自然科学优秀学术论文二等奖。