研究方向之一：岩土体灾变感知理论与技术

地球宜居性是21世纪的前沿科学问题。作为人类赖以生存的岩土体，在自然力和人类活动多场作用下不断运动着，它的失稳会直接诱发各类地质与岩土工程灾害，影响人居环境、工程安全及社会经济可持续发展。岩土体是自然历史的产物, 其内部存在各种力学不连续界面, 它们控制着岩土体的稳定性。针对这些界面高隐蔽性、强不确定性的特点，研发能够获取岩土体界面时空连续信息的感知技术，是突破地质与岩土工程灾变预测预警瓶颈的必然途径。

 本研究方向围绕岩土体灾变光纤感知理论和技术，开展以下几个方面的研究：

 1.岩土体灾变多场多参量分布式光纤感知理论与方法研究

 2.岩土体灾变事件的智能识别与预测预警研究

 3.大地感知组网理论与技术

研究方向之二：自然环境变化与人类工程活动作用下岩土体稳定性研究

我国是世界上最大的基础工程建设大国，又是工程地质环境与条件极其错综复杂的国度，伴生的岩土工程灾害十分严重。近十年来，在极端气候环境和人类活动双重压力下，我国各类岩土体灾害呈现频发态势，防灾减灾任重道远。

   本研究方向围绕自然环境变化与人类工程活动作用下岩土体稳定性的评价理论和方法，开展以下几个方面研究：

  1. 极端自然环境变化对岩土工程稳定性影响研究

  2. 人类工程活动作用下，超长和超大岩土工程安全性感知、评价与预测研究

  3. 基于感知数据与数值模拟双驱动的岩土体稳定性评价研究

1. 科学之光       全校公选课(合上）       每学期开设

2. 城市化与地质环境    全校公选新生研讨课     每年下半学期开设

3. 环境岩土工程学     博士生课程            每年下半学期开设

4. 工程地质学      本科生课程（合上）     每年上半学期开设

 Ø  在不同时期，主持和承担国家“973”、科技支撑计划、国家重大仪器专项、国家自然科学基金重点项目等数十个科研课题或项目。

经过40余年的科研攻关，突破了岩土体时空连续信息难以获取的技术壁垒，在地质与岩土工程光纤感知理论、技术与应用方面做出了系统的创造性贡献，开辟了岩土体灾变感知新方向。研究成果得到有效转化，80余种技术产品已在土木、交通、地矿、水利、能源等行业的800多个国内外工程项目中成功应用，在多个尺度上解决了岩土体中物质、状态、运动三类界面的感知难题，发现新现象，掌握新规律，多次捕捉到工程灾变隐患，避免了重大损失，在服务国家重大工程需求方面做出了重要贡献，于2018年获国家科技进步奖一等奖。

一、 发表SCI论文196 篇，EI论文303篇；论文他引21938 次，其中SCI论文他引6546次，单篇SCI论文最高他引629次，7 篇被列入ESI高被引论文；代表性论著：

1.施斌*,朱鸿鹄,张诚成,孙梦雅,张巍,张泰银.岩土体灾变感知与应用,中国科学:技术科学,2023,53:1-13

2.Bin Shi*, Cheng-Cheng Zhang*, Ke Fang, Songge Shi, Guangqing Wei, and A.J.F.Hoitink*, Soil stratum tides. Geophysical Research Letters,2023，50(1), e2022GL101621

3.施斌*,王宝善，张诚成，顾凯，阮友谊，李广伟，王勤，魏广庆，张丹，朱鸿鹄，程刚，陈颙，川西甲基卡锂矿3211m科学深钻多物理量分布式光纤观测，科学通报，2022，67（23）:2719~2726

4.施斌, 朱鸿鹄, 张丹, 程刚, 从岩土体原位检测、探测、监测到感知, 工程地质学报, 2022,30(06): 1811-1818.

5.Sun, M., Shi, B.*, Zhang, C., Liu, J., Guo, J., Zheng, X., Wei, G. Quantifying the spatio-temporal variability of total water content in seasonally frozen soil using actively heated fiber bragg grating sensing. Journal of Hydrology, 2022,606, doi:10.1016/j.jhydrol.2021.127386.

6.Heming Han, Bin Shi*, Lei Zhang, Prediction of landslide sharp increase displacement by SVM with considering hysteresis of groundwater change，Engineering Geology，2021,280,105876

7.Chun Liu*, Bin Shi*, Kai Gu, Tiansheng Zhang, Chaosheng Tang, Yue Wang, and Suping Liu, Negative pore water pressure in aquitard enhances land subsidence: Field, laboratory, and numerical evidence. Water Resources Research, 2021,57, e2021WR030085

8.Bin Shi*,Dan Zhang，Honghu Zhu，Chengcheng Zhang，Kai Gu ，Hongwei Sang，Heming Han，Mengya Sun，Jie Liu, DFOS Applications to Geo-engineering Monitoring，Photonic Sensors，2021, DOI:10.1007/s13320-021-0620-y,2021,3

9.Zheng, X., Shi, B.*, Zhu, H. H., Zhang, C. C., Wang, X., & Sun, M. Y. Performance monitoring of offshore PHC pipe pile using BOFDA based distributed fiber optic sensing system. Geomechanics and Engineering,2021,24(4): 337-348

10.Zhang, C. -., Shi, B., Zhang, S., Gu, K., Liu, S. -., Gong, X. -., & Wei, G. -.Microanchored borehole fiber optics allows strain profiling of the shallow subsurface. Scientific Reports, 2021, 11(1), doi:10.1038/s41598-021-88526-8.

11.刘洁, 孙梦雅, 施斌*, 魏广庆, 郭君仪, 郑兴, 基于主动加热型FBG的土体干密度原位测量方法研究, 岩土工程学报, 2021,43(02): 390-396

12.Bo Zhang, Kai Gu*, Bin Shi**, Chun Liu, Peter Bayer, Guangqing Wei, Xülong Gong, Lei Yang, Actively heated fiber optics based thermal response test: A field demonstration. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2020, 134-110336, j.rser.2020.110336（IF：12.110）

13.Zhang, C.C.*, Shi, B.*, Zhu, H.-H., Wang, B.-J., & Wei, G.-Q. Toward distributed fiber-optic sensing of subsurface deformation: A theoretical quantification of ground-borehole-cable interaction. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2020, 125(3), e2019JB018878

14.郭君仪, 孙梦雅, 施斌*, 魏广庆, 刘洁, 不同环境温度下土体含水率主动加热光纤法监测试验研究, 岩土力学, 2020,41(12): 4137-4144.

15.Lei Zhang, Bin Shi*, Honghu Zhu**, Xiong Bill Yu, Heming Han, Xudong Fan. PSO-SVM-based deep displacement prediction of Majiagou landslide considering the deformation hysteresis effect, Landslides, 2020,DOI 10.1007/s10346-020-01426-2.

16.孙梦雅, 施斌*, 段新春, 冯晨曦, 周谷宇, 魏广庆, 基于FBG的管道渗漏监测可行性及其影响因素试验研究, 防灾减灾工程学报, 2019,39(05):715-723.

17.张诚成, 施斌, 朱鸿鹄, 魏广庆, 地面沉降分布式光纤监测土-缆耦合性分析,岩土工程学报,2019,41(09):1670-1678.

18.Dingfeng Cao, Bin Shi*, Steven P Loheide II*, Xulong Gong, Hong-Hu Zhu*, Guangqing Wei, Lumei Yang, Investigation of the influence of soil moisture on thermal response tests using active distributed temperature sensing (A–DTS) technology. Energy & Buildings, 2018, 173: 239-251

19.郝瑞, 施斌*, 曹鼎峰, 魏广庆, 张岩, 基于AHFO技术的毛细水运移模型验证试验研究, 岩土工程学报, 2018,41(2): 376-382.

20.Wang X., Shi B., Wei G., Chen S.-E., Zhu H., Wang T., Monitoring the behavior of segment joints in a shield tunnel using distributed fiber optic sensors, Structural Control and Health Monitoring, 2018,25(1), e2056.

21.Ding-Feng Cao, Bin Shi*, Hong-Hu Zhu* Hilary I. Inyang, Guang-qing Wei, Chao-Zhe Duan. A soil moisture estimation method using actively heated fiber Bragg grating sensors, Engineering Geology, 2018, 242: 142-149.

22.施斌, 顾凯, 魏广庆, 吴静红, 张诚成, 地面沉降钻孔全断面分布式光纤监测技术, 工程地质学报,2018,26(2): 356-364.

23.施斌*, 张丹, 朱鸿鹄著, 2019. 地质与岩土工程分布式光纤监测技术. 科学出版社, 北京

24.Zhang, C.C., Shi, B.*, Gu, K., Liu, S.P., Wu, J.H., Zhang, S., Zhang, L., Jiang, H.T. and Wei, G.Q. Vertically distributed sensing of deformation using fiber optic sensing. Geophysical Research Letters, 2018, 45(21): 11732-11741.

25.施斌*, 顾凯, 魏广庆, 吴静红, 张诚成. 地面沉降钻孔全断面分布式光纤监测技术. 工程地质学报，2018, 26(2): 356-364．

26.Wu, J. H. , Shi, B.*, Cao, D. F., Jiang, H. T., Wang, X. F., Gu, K. Model test of soil deformation response to draining recharging conditions based on DFOS. Engineering Geology, 2017, 226：107-121

27.龚晓南, 杨在轩主编, 岩土工程测试技术, 中国建筑工业出版社, 2017, 北京. （施斌负责编写第四章岩土工程光纤测试与监测技术）

28.刘春, 施斌*, 吴静红, 汪义龙, 姜洪涛, 排灌水条件下砂黏土层变形响应模型箱试验, 岩土工程学报, 2016,39(9)：1746-1752.

29.严珺凡, 施斌*, 曹鼎峰, 魏广庆, 朱鸿鹄, 基于碳纤维加热光缆的砂性土渗流场C-DTS分布式监测试验研究, 岩土力学, 2015,36(2)：430-436.

30.Zhu, H.H., Shi, B.*, Yan, J.F., Zhang, J. and Wang, J., Investigation of the evolutionary process of a reinforced model slope using a fiber-optic monitoring network. Engineering Geology, 2015, 186：34-43.

31.Sun Y.-J., Zhang D., Shi B.*, Tong H.-J., Wei G.-Q., Wang X., Distributed acquisition, characterization and process analysis of multi-field information in slopes, Engineering Geology, 2014,182(Part A)：49-62.

32.Zhu H.-H., Shi B.*, Yan J.-F., Zhang J., Zhang C.-C., Wang B.-J., Fiber Bragg grating-based performance monitoring of a slope model subjected to seepage, Smart Materials and Structures, 2014,23(9)：1-12.

33.朱鸿鹄,施斌,严珺凡,陈城,李煜, 基于分布式光纤应变感测的边坡模型试验研究, 岩石力学与工程学报,2013,32(4)：821-828.

34.Shi, B.*, Tang, C.S., Gao, L., Liu, C. and Wang, B.J., Observation and analysis of the urban heat island effect on soil in Nanjing, China. Environmental Earth Sciences, 2012, 67(1)： 215-229.

35.Tang C.-S., Shi B., Liu C., Gao L., Inyang H.I., Experimental investigation of the desiccation cracking behavior of soil layers during drying, Journal of Materials in Civil Engineering, 2011,23(6)：873-878.

36.李科, 施斌, 唐朝生, 魏广庆, 王宝军, 黏性土体干缩变形分布式光纤监测试验研究, 岩土力学, 2010,31(6)：1781-1785.

37.魏广庆, 施斌, 贾建勋, 胡盛, 李科, 分布式光纤传感技术在预制桩基桩内力测试中的应用, 岩土工程学报, 2009,31(6)：911-916.

38.Wang B.-J., Li K., Shi B., Wei G.-Q., Test on application of distributed fiber optic sensing technique into soil slope monitoring, Landslides, 2009,6(1)：61-68.

39.隋海波, 施斌, 张丹, 王宝军, 魏广庆, 边坡工程分布式光纤监测技术研究, 岩石力学与工程学报, 2008,27(S2)：3725-3731.

40.隋海波, 施斌, 张丹, 王宝军, 魏广庆, 基于BOTDR的锚杆拉拔试验研究, 岩土工程学报, 2008,30(5)：755-759.

41.Tang, C., Shi, B.*, Gao, W., Chen, F. and Cai, Y., Strength and mechanical behavior of short polypropylene fiber reinforced and cement stabilized clayey soil. Geotextiles and Geomembranes, 2007, 25(3)：194-202

42.张巍, 施斌, 索文斌, 蔡奕, 王宝军, 冻土瞬态温度场的分布式光纤监测方法及应用, 岩土工程学报, 2007,29(5)：723-728.

43.刘杰, 施斌, 张丹, 隋海波, 索文斌, 基于BOTDR的基坑变形分布式监测实验研究, 岩土力学, 2006,27(7)：1224-1228.

44.索文斌, 施斌, 张巍, 崔何亮, 刘杰, 基于BOTDR的分布式光纤传感器标定实验研究, 仪器仪表学报, 2006,27(9)：985-990.

45.Liu Z., Shi B.*, Sheng D., A micropenetrometer for detecting structural strength inside soft soils, Geotechnical Testing Journal, 2006,29(6)：443-450.

46.吴智深, 施斌, 原田隆郎, 石井豪, 许斌, 可用于结构健康监测的BOTDR光纤变形检出特性试验研究, 土木工程学报, 2005,38(8)：56-60.

47.施斌*, 徐学军, 王镝, 王霆, 张丹, 隧道健康诊断BOTDR分布式光纤应变监测技术研究, 岩石力学与工程学报, 2005,24(15)：2622-2628.

48.施斌*，徐洪钟，张丹，丁勇，崔何亮，陈斌，高俊启，BOTDR 应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究，岩石力学与工程学报，2004，23(3)：493- 499

49.Shi, B.*, Xu, H., Chen, B., Zhang, D., Ding, Y., Cui, H. and Gao, J.A feasibility study on the application of fiber-optic distributed sensors for strain measurement in the Taiwan Strait Tunnel project. Marine Georesources and Geotechnology, 2003, 21(3-4)：333-343

50.张丹, 施斌, 吴智深, 徐洪钟, 丁勇, BOTDR分布式光纤传感器及其在结构健康监测中的应用, 土木工程学报, 2003,36(11)：83-87.

51.施斌, 姜洪涛, 邵莉, 蔡奕, 速率过程理论在粘性土蠕变模拟中的应用, 水利学报, 2002,(11)：6-73.

52.吴青柏, 施斌, 吴青柏, 刘永智, 青藏公路沿线多年冻土与公路相互作用研究, 中国科学(D辑:地球科学), 2002,32(6)：514-520.

53.施斌, 姜洪涛, 粘性土的微观结构分析技术研究, 岩石力学与工程学报, 2001,20(6)： 864-870.

54.Shi Bin, H.Y. Fang, Ed. Environmental Geotechnology, Nanjing University Press, 2000, Nanjing.

55.施斌, 吴智深, 李琦, 村上裕, 边坡大变形弹塑性有限元分析[Ⅱ], 水文地质工程地质, 1999,3：18-22.

56.施斌, 吴智深, 李琦, 村上裕, 边坡大变形弹塑性有限元分析[Ⅰ]: 理论, 水文地质工程地质, 1999, 2：24-26.

57.Shi B., Wu Z., Inyang H., Chen J., Wang B., Preparation of soil specimens for SEM analysis using freeze-cut-drying, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 1999,58(1)：1-7.

58.Shi B., Murakami Y., Wu Z., Chen J., Inyang H., Monitoring of internal failure evolution in soils using computerization X-ray tomography, Engineering Geology, 1999,54(3-4)：321-328.

59.Shi B., Murakami Y., Wu Z., Orientation of aggregates of fine-grained soil: quantification and application, Engineering Geology, 1998,50(1-2)：59-70.

60.施斌,王宝军,宁文务.各向异性粘性土蠕变的微观力学模型, 岩土工程学报, 1997,19(3): 7-13

61.李生林, 施斌, 杜延军, 中国膨胀土工程地质研究, 自然杂志, 1997,19(2)：82-86.

62.施斌, 粘性土击实过程中微观结构的定量评价, 岩土工程学报, 1996,18(4)：57-62.

63.Shi, B.*, Li, S. and Tolkachev, M., Quantitative approach on SEM images of microstructure of clay soils. Science in China (Series B), 1995. 6(38)：741-748.

64.施斌, 朱志铎, 刘松玉编著, 土工试验原理与方法, 南京大学出版社, 1994, 南京.

65.李生林, 秦素娟, 薄遵昭, 施斌等著, 中国膨胀土工程地质研究, 江苏科学技术出版社, 1992, 南京.

66.施斌, 李生林, 击实膨胀土微结构与工程特性的关系, 岩土工程学报, 1988,10(6)：80-87.

二、获国家授权发明专利76项，代表性国家发明专利：

1.分布式光纤大变形测量传感器（R1），2010；ZL200910032860.2

2.灌注桩基础分布式光纤传感检测方法（R1），2010；ZL200610086083.6

3.光纤应变三维模拟实验台（R1），2006；ZL200410041124.0

4.分布式光纤应变传感器率定方法和仪器（R1），2006；ZL200410041996.7

5.高空间分辨率分布式光纤温度传感器（R1），2011；ZL2009100332861.7

6.隧道围岩变形分布式光纤超前监测方法（R1），2012；ZL201010595164.5

7.隧道围岩径向应力应变分布式监测技术（R1），2013；ZL201010595141.4

8.一种土壤含水率分布式测量方法及系统（R1），2015；ZL201310398355.6

9.一种岩土体渗流速率分布式监测方法及系统（R1），2015；ZL2013103976001

10.一种地面变形气囊模拟方法（R1），2016；ZL2013104031428

11.采动覆岩变形分布式光纤检测方法（R1），2017；ZL201410530675.7

11.一种分布式传感光缆疲劳性能测试装置（R2），2017；ZL201410787001.5

12.土工离心模型体内变形准分布式光纤感测系统（R2），2018；ZL201510039765.0

13.封装内加热FBG传感器的方法（R1），2019；ZL201710262225.8

14.一种传感光缆与土体变形耦合性测试装置（R1），2020；ZL201711431938.9

2022年

Ø土体龟裂过程与机理, 教育部自然科学奖一等奖（R2）

2020年

Ø全国创新争先奖状

Ø第八届中国侨界贡献奖一等奖

Ø国务院政府特殊津贴

Ø当选国际环境岩土工程学会（ISEG）主席

2019年

ØA distributed in-situ soil moisture monitoring system using fiber optic technology，第47届日内瓦国际发明展金奖（R1）

Ø江苏省五一劳动奖章

2018年

Ø地质工程分布式光纤监测关键技术及其应用，国家科学技术进步奖一等奖（R1）

Ø地质工程多场分布式光纤监测关键技术及其应用，教育部技术发明奖一等奖（R1）

Ø地质灾害综合防灾减灾方法技术取得新进展，中国地质学会2016年度十大地质科技进展（R5）

2016年

Ø灌注桩基础分布式光纤传感检测方法，第十八届中国专利优秀奖（R1）

2014年

Ø客运专线铁路穿越城区修建技术，特等奖，中国铁路工程总公司科学技术奖（R10）

2012年

Ø分布式光纤感测技术研发及产业化，中国产学研合作创新成果奖（R1）

2011年

Ø江苏省“333高层次人才培养工程“，第二层次培养对象

Ø姑苏创新创业领军人才

2009年

Ø苏州工业园区科技领军人才

2008年

Ø地质工程布里渊散射光时域光纤分布式监测技术及其应用，教育部科技进步一等奖（R1）

2006年

Ø南京市有突出贡献中青年专家荣誉称号

2004年

Ø国际环境岩土工程协会（ISEG），杰出贡献奖

2003年

Ø当选国际环境岩土工程学会（ISEG）副主席

2002年

Ø国家杰出青年科学基金

Ø全国高等学校优秀骨干教师

1997年

Ø高等级公路膨胀土路基土质改良，教育部科技进步奖二等奖(R2)

1995年

Ø中国膨胀土工程地质研究，教育部科技进步奖三等奖 (R4)