近日，根据《中国科学院关于公布2021年度中国科学院优秀博士学位论文评审结果的通知》（科发函字〔2021〕305号）。中国科学院西北生态环境资源研究院（简称西北研究院）白瑞强博士的博士学位论文《非饱和土水-热-气-力耦合模型研究》被评为2021年度“中国科学院优秀博士学位论文”。其导师赖远明研究员获得中国科学院优秀导师奖。
白瑞强，2015年推免至原中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，攻读岩土工程博士学位，2020年毕业留院做特别研究助理-博士后。
水、气迁移引发的路基微冻胀问题已成为制约寒区高铁高速运行的关键因素，寒区高铁路基微冻胀是一个复杂的非饱和正冻土水-热-气-力耦合过程，由于对其冻胀机理认识的不足，现有理论模型无法对寒区高铁路基冻胀行为进行有效预测和评估。该博士论文推导了非饱和冻土变形功率的表达式，确定了非饱和冻土功共轭的应力、应变变量体系，实现了冻土和融土受力与变形状态的统一表征；分析了饱和-非饱和土的冻胀机制，定义了有效应变比的概念，建立了非饱和土中冻胀应变与土体水分场、温度场之间的定量关系，提出了建立饱和-非饱和土冻胀模型的理论框架。在此基础上，该博士论文系统研究了冻结过程中非饱和土中水-热-气迁移以及变形对初始含水率、温度梯度、补水条件等的响应，分析了非饱和正冻土水-热-气迁移过程及变形机理，揭示了非饱和正冻土水-热-气-力耦合机制，建立了一个新的水-热-气-力耦合数学模型，并验证了该模型的有效性。该研究丰富和发展了冻土的多物理场耦合理论，为寒区高铁路基等非饱和介质热力稳定性分析提供了理论基础和有效的计算模型，具有较好的理论和实际工程意义。
据悉，中国科学院优秀博士学位论文评选活动始于2004年，每年评选一次，旨在加强高层次人才创造能力的培养，提高中科院博士研究生培养质量。本年度中国科学院共评出100篇优秀博士学位论文。