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谢和平

谢和平

谢和平（He-ping Xie），男，1956年1月17日出生于湖南娄底，研究生学历，博士学位，矿山岩体力学专家，中国工程院院士，四川大学原校长。

谢和平1978年进入中国矿业大学学习，先后获得学士、硕士、博士学位，并在1986年加入中国共产党。他1987年博士毕业后留校任教，先后担任副教授、教授，之后于1993年至1995年担任中国矿业大学副校长。1995年，他获得首批国家杰出青年科学基金资助，随后在1996年入选国家七部委“百千万人才工程”第一、二层次。他于1997年至1998年担任原煤炭工业部科技教育司司长，1998年至2003年担任中国矿业大学校长。2001年，谢和平当选中国工程院院士。之后，他分别于2002年、2003年担任国家973项目首席科学家和国家中华人民共和国国家自然科学基金委员会创新研究群体首席科学家。2003年至2017年，他担任四川大学党委常委、校长，其间于2004年获得何梁何利基金奖，2007年被克劳斯塔尔工业大学授予荣誉博士学位，2012年当选四川省科学技术协会第八届委员会主席。2018年，他获得第七届“IET杰出大学校长奖”。2020年，谢和平任国务院学位委员会学科评议组（矿业工程、石油与天然气工程组）召集人。2022年11月30日，谢和平院士团队在Nature正刊发表“海水无淡化原位直接电解制氢技术成果”，该成果被评为2022年中国科学十大进展之一。2023年12月，他带领深圳大学团队入驻世界最深地下实验室，开启深地前沿科学探索。

谢和平长期致力于岩体力学与工程研究和实践，于20世纪80年代初在中国最早建立了裂隙岩体宏观损伤力学模型，研究其自然性状及导致灾害性事故发生的机理和过程，开拓了裂隙岩体损伤力学研究新领域，成功预测了采动围岩的损伤大变形和蠕变稳定过程，并应用于深部巷道大变形预测、蠕变分析及其相关的巷道支护设计等重要工程领域。他先后获得多项学术奖励和荣誉称号。

人物经历

早年经历

1956年1月17日，谢和平出生于双峰县。他于1975年9月高中毕业后，在湖南双峰县红星中学任民办教师。1978年9月，谢和平进入中国矿业大学数学与力学系力学专业学习。1982年7月，谢和平大学毕业，获得工学学士，并在9月考上中国矿业大学（北京）研究生院北京研究生部数学与力学系研究生，先后获得矿山工程力学专业硕士（1985年7月）、博士学位（1987年7月）。谢和平于1986年10月加入中国共产党。

任教经历

1987年7月，谢和平博士毕业后留校任教，先后担任副教授、教授，并于1990年被授予“煤炭系统优秀青年知识分子标兵”称号。1990年11月至1991年9月，谢和平担任美国Utah大学地球科学学院访问教授。其间，他于1991年获国家教委科技进步一等奖并被授予“有突出贡献的中国博士”称号。

1992年3月至1993年2月，谢和平担任中国矿业大学校长助理。此外，在1992年9月至1993年6月他还担任伦敦皇家自然知识促进学会研究员、英国南安大学访问教授。1993年2月至1995年3月，谢和平担任中国矿业大学副校长。（其间：1993年6月-1993年7月谢和平到波兰科学院、Silesian工业大学访问讲学）。谢和平于1994年成为首批国家教委“跨世纪优秀人才专项基金”资助的专家，并在同年12月担任中国矿业大学（北京）研究生院北京研究生部教授、博士导师、国家重点学科“矿山工程力学”学术带头人。

1995年，谢和平成为首批国家杰出青年科学基金资助的专家。次年，他进入国家七部委“百千万人才工程”第一、二层次，之后在1997年成为江苏省“333跨世纪工程”第一层次培养对象。1995年3月至1997年10月，他还担任中国矿业大学副校长兼北京研究生部主任（其间：1996年10月至12月，再次到德国Hannover大学访问讲学和合作研究；1997年3月至1997年7月，在中央党校进修班学习）。随后的1997年10月至1998年8月期间谢和平担任原煤炭工业部科技教育司司长。1998年8月至2003年6月，他担任中国矿业大学校长（其间：2000年3月至2001年1月，在中央党校中青班（16期）学习）。2000年，他获国家科技进步二等奖。

2001年11月，谢和平当选中国工程院院士，隶属于能源与矿业工程学部。同年，他获孙越崎能源科学技术奖及中国高校自然科学一等奖。他分别于2002年和2003年当选为国家973项目首席科学家及国家自然科学基金委创新研究群体首席科学家。2003年6月，谢和平担任四川大学党委常委、校长（副部长级）。2006年6月，四川大学吴玉章学院成立，谢和平担任院长。

2010年，谢和平成为国家973项目“深部煤炭开发中煤与瓦斯共采理论”首席科学家。次年，他成为国家科技部重大国际合作项目负责人。2017年12月26日，谢和平因年龄到限不再担任四川大学校长。此后，他于2019年1月任国家中华人民共和国国家自然科学基金委员会重大科学仪器研制项目“深部岩体原位保真取芯与保真测试系统”项目负责人，2020年任国务院学位委员会学科评议组（矿业工程、石油与天然气工程组）召集人。2020年12日15日，谢和平院士任第八届中华人民共和国教育部科学技术委员会主任委员。

2022年3月，他担任四川大学碳中和未来技术学院学术委员会主任。 11月30日，谢和平院士团队在Nature正刊发表“海水无淡化原位直接电解制氢技术成果”，该成果被评为2022年中国科学十大进展之一。12月16日，四川大学、深圳大学谢和平院士团队与东方电气股份有限公司、东福研究院共同签署了“海水无淡化原位直接电解制氢原创技术中试和产业化推广应用”的四方合作协议。

2023年5月，谢和平受聘任中国矿业大学深圳研究院名誉院长；7月，当选为成都院士联合会第一届主席团主席；11月，任（全国）教育书画协会顾问；12月，带领深大团队入驻世界最深地下实验室，开启深地前沿科学探索。

2024年5月28日，“加快培育新质生产力，助力煤炭企业高质量发展”专题研讨会在兰州举办，谢和平作了《煤炭安全高效绿色低碳开发颠覆性技术》的专题报告。6月4日，谢和平应邀在山东大学举办“稷下风”学术讲坛院士专题报告会上为山东大学青年教师与研究生作专题报告。

研究领域

谢和平长期致力于深地科学与绿色能源领域的基础研究与工程实践。

主要成果

谢和平从1982年起，创造性引入分形方法，在国际上开创了岩石力学分形研究新领域；在中国最早建立了裂隙岩体宏观损伤力学模型，开拓了裂隙岩体损伤力学研究新领域。2018年以来，在国际上首次提出了深部原位岩石力学和工程扰动岩石动力学构想并构建了其理论框架。深入探索了低碳技术与CO₂矿化及综合利用，形成一系列CO₂资源化、能源化利用的高效耦合技术原理和方法。他还深入开展深地深海深空保真取芯探矿与测试基础、粤港澳大湾区地热钻探开发利用、中低温地热发电原理和技术、工程扰动岩石动力理论与技术、低碳与海水制氢技术、月基能源资源探测前沿技术以及深部固体资源流态化开采理论和技术等方面的研究。

岩体损伤力学研究

20世纪80年代，谢和平在中国国内首先提出了一个考虑裂隙岩体能量耗散和大变形的损伤因子，建立了岩石损伤断裂全过程的损伤发展方程和本构模型；提出了岩石蠕变非线性大变形损伤理论及有限元数值方法，成功预测了采动围岩的损伤大变形程度和蠕变稳定过程，从而广泛应用于岩层移动和巷道大变形预测等重要工程领域。

岩体力学的分形研究

谢和平在岩石损伤力学描述岩体整体宏观连续性行为基础上，创造性地引入分形方法对裂隙岩体的非连续行为进行研究，并在裂隙岩体工程中得到了应用。对岩体中的节理断层，他应用分形方法建立了节理构形模型，得到节理分维值与JRc（节理粗糙系数）的定量关系，对JRc进行了准确预测。同时利用分形方法系统研究了节理粗糙性对抗剪强度、剪力变形、应力集中程度以及接触性质的影响关系，为相关的节理岩体工程设计提供了理论依据。

对矿山采动引起的岩体破坏断裂行为，他应用分形方法建立了岩石穿晶断裂、穿晶沿晶耦合断裂的分形模型，推导出岩石断裂破坏的临界扩展力，推广了Griffith准则并得到实验验证。针对岩石动态断裂行为，他建立了岩石动态裂纹扩展力学行为与细观结构关系的分形模型，从宏观上定量解释了岩石动态裂纹扩展速率实验值远低于理论值、裂纹分岔导致断裂韧性增加的物理机制，从全新角度分析了岩体动静态裂纹扩展规律和行为，为矿山采动引起的冲击地压、边坡失稳等重大工程灾害的科学预测与控制提供了理论基础。

工程扰动岩石动力学研究

谢和平在国际上率先提出并建立了工程扰动岩石动力学理论，旨在系统研究工程扰动作用下岩石动力行为和响应，特别是发展能系统考虑重大工程在施工期和运营期不同工况下的动力响应规律及灾害防控理论和技术；自主设计并研发了世界首套动态真三轴电磁霍普金森杆测试系统，构建了以真三轴电磁加载为主导、集低中高应变率测试为一体的三维岩石动力学测试平台；研制了疲劳变频流体注入扰动诱发地震试验系统，提出了降低流体注入诱发地震震级的控制方法，初步形成了变频循环流体注入诱发断层活化防控与降震减震技术，为相关重大工程建设、深部能源资源开发利等重大基础设施建设等需求提供了基础理论和技术支撑。

深部岩石保真取心与保真测试研究

谢和平在国际上首次提出“五保”(保压、保温、保质、保湿、保光)保真取心全新构想，建立自主原创、世界领先的深部原位保真取心与保真测试分析系统，来破解深部岩石力学“原位”研究的核心难题，获取地球深部真实的“活体”样本，并在深部原位环境条件下岩石物质、成分、结构与行为特征的测试分析。此创新工作开辟了深部原位岩石力学相关研究的新领域，有利于重新认识深部资源储量和探索深部生命奥秘。研究成果拓展应用到深部煤矿原位保压保瓦斯取心、海相可燃冰保压保温取心、深空月基保真取心探矿等领域，为打造国家“三深”战略科技支撑核心力量提供技术装备支撑。

CO₂矿化发电研究

2014年，谢和平在国际上首次提出了CO₂矿化发电原理与技术，揭示了电化学质子耦合电子转移（PCET）反应诱导的CO₂矿化产电机制，率先建立了CO₂矿化电池（CMC），实现了将CO₂矿化反应的化学能转变为电能输出，真正意义上实现了CO₂的能源化利用，开辟了全球CO₂减排能源化利用新思路。

低能耗电化学碳捕集研究

谢和平受到自然界生物体内高效质电耦合现象的启发，并与CO₂吸收与解吸过程相耦合，从而建立了全新的质子耦合电子转移反应驱动的电化学CO₂捕集技术，实现了低能耗电化学CO₂捕集的技术突破。相关研究发表在《Applied Energy》与《Cell Reports Physical Science》上。

近零碳排放的直接煤燃料电池研究

谢和平率先提出了 “近零碳排放直接煤燃料电池（DCFC）发电”原理与技术。该技术可打破卡诺循环的限制，不通过燃烧,而是将改性煤炭的化学能通过电化学氧化过程直接转换为电能，在系统内原位实现CO₂二次能源化利用。同时，对该电池系统阴极材料设计上，他创新将机器学习与化学材料设计相结合，开发了阴极材料机器学习筛选技术，建立了吉尔伯特·路易士酸性诱导离子极化分布协同降低氧空位能垒的材料设计理论模型，实现了快速、有效地从庞大的钙钛矿组分中筛选高活性阴极材料。为DCFC发电提供了理论与技术支撑。相关研究发表在《Nature Energy》上。

海水直接电解制氢研究

谢和平针对海水直接电解制氢的难题与挑战，从物理力学与电化学相结合的全新思路，提出了海水无淡化原位直接电解制氢原理与技术，建立了相变迁移驱动的海水直接电解制氢理论模型，揭示了微米级气隙通路下界面压力差对海水自发相变传质的影响机制，形成了电化学反应协同水迁移的动态自调节稳定电解制氢方法。破解了海水直接制氢复杂组分对电解反应失稳的难题。相关研究发表在全球顶刊《自然》杂志上，是该杂志国际首篇海水电解制氢领域的文章。

主要论文与著作

截至2022年10月，谢和平研究成果已出版10余本中英文专著，国际岩石力学学会邀请他撰写了英文专著《Fractals in Rock Mechanics》，作为国际岩石力学研究丛书第一卷，1993年由Balkema出版社出版，他是该丛书的唯一中国作者。在Nature、Nature Energy等顶级期刊发表400余篇学术论文。

著作

论文

Xie H P, Zhao Z Z，Liu T et.al. A membrane-based 海水 electrolyser for 氢 generation. Nature (Accepted).

Zhai S, Xie H, Cui P, et al. A combined ionic Lewis acid descriptor and machine-learning approach to prediction of efficient 氧还原 electrodes for ceramic 燃料 cells[J]. Nature 能量, 2022, 7(9): 866-875.

Xie H P, Liu T, Gao M, et al. Research on in-situ condition preserved coring and testing systems[J]. Petroleum Science, 2021, 18(6):1840-1859

Xie H, Li C, He Z, et al. Experimental study on rock mechanical behavior retaining the in situ geological conditions at different depths[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2021, 138: 104548

Xie H P, Zhu J B, Zhou T, et al. Novel Three-dimensional rock dynamic tests using the true triaxial electromagnetic Hopkinson bar system[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2021, 54(4): 2079-2086.

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Xie H, Jiang W, Liu T, et al. Low-能量 electrochemical 碳 dioxide capture based on a biological redox proton carrier[J]. Cell Reports Physical Science, 2020, 1(5): 100046.

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参考资料