教授(正高职)

张虎元

职  称:教授
职  务:
专  业:岩土工程
所在系所:地质工程系 / 岩土工程研究所
通讯地址:甘肃省兰州市天水南路222号兰州大学土木工程与力学学院,730000
电子信箱: zhanghuyuan@lzu.edu.cn
联系电话:0931-8914561
传  真:0931-8914561
主要学历
1979年6月:甘肃省宁县第一中学高中毕业
1980年9月—1984年6月:兰州大学地质系水文地质学及工程地质学专业毕业,本科生,获理学学士学位
1984年9月—1987年6月:兰州大学地质系水文地质学及工程地质学专业毕业,研究生,获理学硕士学位
1997年9月—1998年6月:东北师范大学留日预备学校进修日本语一年
1998年10月—1999年3月:日本国京都大学防灾研究所地盘防灾部门访问学者
1999年4月—2002年3月:日本国京都大学工学院土木工程学专业毕业,研究生,获工学博士学位
主要学术经历
2017.12-现在:兰州大学土木工程一级学科点,负责人
2005.06-现在:兰州大学土木工程与力学学院,教授
2005.02-2005.05:兰州大学资源环境学院,教授
2004.06-2005.02:河海大学环境科学与工程学院,教授
2002.06-2004.06:日本京都大学地球环境学堂,外国人特别研究员
1998.10-1999.03:日本京都大学防灾研究所地盘防灾部门,访问学者
1995.04-1998.09:兰州大学地质系,副教授
1990.09-1995.03:兰州大学地质系,讲师
1987.09-1990.08:兰州大学地质系,助教
主要研究方向
1.环境岩土工程
2.古代遗址文物保护
3.废弃物处置与资源化利用
主要讲授课程
1.地基基础工程 (本科生)
2.地球科学前沿(研究生)
3.非线性科学理论(研究生)
4.专业英语(研究生)
招生专业
欢迎岩土工程、地质工程专业学生报考!
主要学术成就、奖励及荣誉
围绕高水平放射性废物地质处置,长期从事缓冲屏障材料与结构研究。提出并确定“混合型缓冲回填材料”配比方案,构建缓冲屏障扇形砌体结构,研发缓冲砌块制备体系,系统表征压实砌块的性能指标。研究砌块接缝愈合机理及缓冲材料热碱性退化机制。
围绕古遗址保护工程,长期开展加固工程勘察与设计。研究壁画及土建筑遗址病害形成机理与控制对策。
围绕环境岩土工程主题,研究黄土、盐渍土、污染土等工程特性,拓展生态护坡、废弃材料资源化利用。
2022年,地基基础工程,甘肃省一流本科课程,主讲人。
2017年,干旱环境下土遗址保护加固技术集成与推广应用,国家科技进步二等奖(4/10)。
2015年,干旱环境下土遗址保护加固技术集成与推广应用,甘肃省科技进步一等奖(5/13)。
2012年,地基基础工程,甘肃省高等学校精品课程,主讲人。
2011年,土遗址保护关键技术研究, 2010年度甘肃省科技进步二等奖(4/9)。
2007年,兰州大学师德标兵。
2007年,兰州大学教书育人先进个人。
主要科研项目及角色

1. 冻融诱发根系层分离宏-微观表征方法与关系研究,国家重点研发计划重点专项“土遗址冻融破坏机理与监测技术研究”(2023YFF0905900)专题,2023.11-2026.10,主持。
2. 多场耦合下土遗址风化理论与预测模型构建,国家重点研发计划重点专项“多场耦合下土遗址劣化过程及保护技术研究”(2020YFC1522200)专题,2020.10-2023.9,主持。
3. 黄土塬隧道地表降水与软塑黄土水稳定性关系研究,中国铁路总公司重点课题“银西高铁黄土塬区隧道修建技术研究”专题,2017.9-2019.12,主持。
4. 高庙子膨润土缓冲屏障性能热化学退化机制研究,国家自然科学基金面上项目(41972265),2020.1-2023.12,主持。
5. 混合型缓冲回填材料砌块各向异性研究,核设施退役及放射性废物治理科研项目专题,2019.5-2020.5,主持。
6. 混合型缓冲回填材料砌块制备技术及长期养护研究,核设施退役及放射性废物治理科研项目专题,2018.11-2020.5,主持。
7. 软塑黄土围岩降水与隧道施工技术,中国铁路总公司重点课题“银西高铁黄土塬区隧道修建技术研究”专题,2018.5-2019.9,主持。
8. 古土壤隧道围岩特性与隧道施工技术,中国铁路总公司重点课题“银西高铁黄土塬区隧道修建技术研究”专题,2018.5-2019.9,主持。
9. 凉州境内长城及烽燧遗址二期抢险加固工程现场试验研究,横向课题,2017.1-2017.5,主持。
10. 高放缓冲砌块接缝的愈合机理及愈合效果评价研究,国家自然科学基金面上项目(41672261),2017.1-2020.12,主持。
11. 新疆安迪尔古城遗址加固保护工程勘察与设计研究,横向课题,2016.1-2017.12,主持。
12. 新疆通古斯巴西古城遗址抢险加固工程勘察与设计研究,横向课题,20161-2017.12,主持。
13. 金塔县黑河沿线长城烽火台遗址维修加固工程研究,横向课题,2016.1-2019.12,主持。
14. 高台骆驼城遗址西南夯土台式墓群抢险加固工程,横向课题,2015.1-2017.12,主持。
15. 甘肃许三湾西南墓群抢险加固工程技术研究,横向课题,2015.1-2017.12,主持。
16. 甘肃凉州境内长城(烽燧)遗址二期抢险加固工程勘察设计,横向课题,2014.1-2015.1,主持。
17. 潮湿环境展示类考古遗址保护棚设计研究,国家科技支撑计划课题“潮湿环境土遗址考古现场预防性保护关键技术研究”(2013BAK08B11)子课题,2013.1-2015.12,主持。
18. 敦煌莫高窟崖体风化监测与风险评估,国家科技支撑计划课题“敦煌莫高窟风险监测与评估关键技术研究”(2013BAK01B01)子课题,2013.1-2015.12,主持。
19. 金塔县芦草井汉长城保护加固技术研究,横向课题,2013.1-2015.12,主持。
20. 新疆胜金口石窟寺抢险加固工程技术研究,横向课题,2012.7-2013.12,主持。
21. 潮湿环境考古现场土遗址病害形成机理研究,国家“十二五”科技支撑项目“潮湿环境考古现场史前土遗址保护关键技术研究”(2010BAK67B16)子课题,2010.6-2012.2,主持。
22. 甘肃凉州境内长城(烽燧)遗址一期抢险加固工程勘察设计,横向课题,2010.10-2011.12,主持。
23. 酒泉地区大型风力发电场盐渍土的工程地质特性研究,横向课题,2009.1-2010.6,主持。
24. 混合型缓冲回填材料配比优化研究,国防科工委高放废物地质处置技术研究项目,2008.1.-2011.12,主持。
25. 土遗址风化机理研究,国家“十一五”科技支撑项目“土遗址保护关键技术研究”(2006BAK30B02)子课题,2007.1-2010.12,主持。
26. 废弃物处置场还原屏障,国家自然科学基金面上课题(50678075),2007.1-2009.12,主持。
27. 敦煌莫高窟南区崖体加固工程勘察与设计,横向课题,2006.6-2009.8,主持。

代表性论著

1. Jianghong Zhu, Huyuan Zhang, Zhinan Ding, Zhiwei Cao. Stability analysis of tunnels in expansive soil using convergence-confinement and empirical methods. Transportation Geotechnics. 2023, 43:101118.
2. Jianghong Zhu, Huyuan Zhang, Guoliang Ma, Yu Tan, Ying Wang. Ground temperature distribution and evolution of Lanzhou subway in the Chinese Loess Plateau. Case Studies in Thermal Engineering. 2023, 43:102803.
3. Yanmei Tong, Huyuan Zhang, Xiaoya L, Quanquan Jia. Experimental study on sodium modification and purification of GMZ bentonite. Construction and Building Materials. 2023, 367: 130060.
4. Jianghong Zhu, Tingting Wang, Huyuan Zhang, Guangping Zhou. Alkaline buffer characteristics and mechanism of Gaomiaozi bentonite in high‑level radioactive waste repository. Environmental Earth Sciences, 2023, 82(13):346.
5. Shengqing Yang, Huyuan Zhang, Jianghong Zhu, Bo Sun & Guangping Zhou. Salt accumulation in heritage sandstones under continuous wick effect conditions. Studies in Conservation. 2023, 68(5): 512-528.
6. Jianghong Zhu, Shuxian Han, Huyuan Zhang. Compression behavior and structure of undisturbed Q2 loess under wet-dry cycles. Soils and Foundations. 2022, 62:101165.
7. Jianghong Zhu, Huyuan Zhang, Tingting Wang, Juntai Xie. Temperature monitoring and sensitivity analysis of tunnel in swelling paleosol layer of the Chinese Loess Plateau. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2022, 81:518.
8. Jianghong Zhu, Huyuan Zhang, Shengqing Yang, Tingting Wang, Guangping Zhou. Physico‑mechanical properties of loess‑paleosol sequence from Q4 to Q1 strata in the Chinese Loess Plateau. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2022, 81:416.
9. Yu Tan, Huyuan Zhang, Zhinan Ding, Ze Ji, Guoliang Ma. Particle size effects on the volumetric shrinkage of bentonite-sand mixtures. International Journal of Geomechanics. 2022, 22(8): 06022019.
10. Jianghong Zhu, Zhenyan Su, Huyuan Zhang. Soil-water characteristic curves and hydraulic conductivity of Gaomiaozi bentonite pellet-contained materials. Environmental Earth Sciences. 2022. 81:92.
11. Jianghong Zhu, Huyuan Zhang, Zhaoming Wang, Shengqing Yang, Zhinan Ding. Physico-mechanical properties of thick paleosol in Q1 strata of the Chinese Loess Plateau and their variations during tunnel excavation. Engineering Geology. 2021. 295:106426.
12. Yu Tan, Huyuan Zhang, Tongwei Zhang, Guochao Zhang, Dongjin He, Zhinan Ding. Anisotropic hydro-mechanical behavior of full-scale compacted bentonite-sand blocks. Engineering Geology. 2021. 287: 106093.
13. Ying Wang, Huyuan Zhang, Yu Tan, Jianghong Zhu. Sealing performance of compacted block joints backfilled with bentonite paste or a particle-powder mixture. Soils and Foundations. 2021. 61(2): 496-505.
14. Guoliang Ma, Huyuan Zhang, Ze Ji, Yu Tan. Comparison of the swelling pressure of bentonite pellet-contained materials and powder. Construction and Building Materials. 2021. 281: 122531.
15. Yu Tan, Huyuan Zhang, Ying Wang. Evaporation and shrinkage processes of compacted bentonite-sand mixtures. Soils and Foundations. 2020, 60(2): 505-519. 
16. Huyuan Zhang, Yu Tan, Fei Zhu, Dongjin He, JiangHong Zhu. Shrinkage property of bentonite-sand mixtures as influenced by sand content and water salinity. Construction and Building Materials. 2019, 224: 78-88.
17. Yu Tan, Huyuan Zhang, Dongjin He, Guochao Zhang. Deterioration of exposed buffer block: desiccation shrinkage and cracking. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2019, 78(7):5431-5444.
18. Xianxian Shao, Huyuan Zhang, Yu Tan. Collapse behavior and microstructural alteration of remolded loess under graded wetting tests. Engineering Geology. 2018. 233(31):11-22.
19. Huyuan Zhang, Shibin Zhu, Min Li, Xuechao Zhang. Water repellency of monument soil treated by Tung Oil. Geotechnical & Geological Engineering. 2016, 34(1):205-216.
20. Ming Zhang, Huyuan Zhang, Lang Zhou, BaomingWang, Songjiang Wang. Hydro-mechanical analysis of GMZ bentonite-sand mixtures in the water infiltration process as the buffer/backfillmixture in an engineered nuclear barrier. Applied Clay Science. 2014, 97-98:115-124. 
21. Lang Zhou, Huyuan Zhang, MingYan, Hang Chen, MingZhang. Laboratory determination of migration of Eu(III) in compacted bentonite-sand mixtures as buffer/backfill material for high-level waste disposal. Applied Radiation and Isotopes. 2013, 82(10):139-144.
22. Ming Zhang, Huyuan Zhang, Lingyan Jia and Suli Cui. Salt content impact on the unsaturated property of bentonite-sand buffer backfilling materials. Nuclear Engineering and Design, 2012, 250(9):35-41.
23. Ming Zhang, Huyuan Zhang, Suli Cui and Lingyan Jia. Approach for measuring swelling stress of buffer backfilling material. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology. 2012. 4(17):2963-2966.
24. Li Min, Zhang Huyuan. Hydrophobicity and carbonation treatment of earthen monuments in humid weather condition. SCIENCE CHINA: Technological Sciences. 2012. 55(8):2313-2320.
25. Suli Cui, Huyuan Zhang, Ming Zhang. Swelling characteristics of compacted GMZ bentonite–sand mixtures as a buffer/backfill material in China. Engineering Geology. 2012. 141-142(5):65-73. 
26. Huyuan Zhang, Suli Cui, Ming Zhang, Lingyan Jia. Swelling behaviors of GMZ bentonite–sand mixtures inundated in NaCl-Na2SO4 solutions. Nuclear Engineering and Design. 2012. 242:115-123.
27. Huyuan Zhang, Gengsheng Yan, Xudong Wang. Laboratory test on moisture adsorption-desorption of wall paintings at Mogao Grottoes, China. J. Zhejiang Univ-Sci A (Appl Phys & Eng). 2012, 13(3):208-218.
28. Tianyu Zhao, Huyuan Zhang, Chenxiang Yu. Soil-water characteristics of saline soil in Northwest China. J. Advanced Materials Research. 2012, 487: 548-552.
29. Zhang Huyuan, Wang Bao, Dong Xingling, Feng Lei & Fan Zhiming. Leachability of heavy metals from solidified sludge[J]. Science in China Series E: Technological Sciences, 2009, 52(7):1906-1912.
30. 张虎元, 李小雅, 童艳梅, 于洪亮, 易泉. 高庙子膨润土在模拟水泥浸出液中的黏土矿物相变[J]. 硅酸盐学报. 2023, 51(1):215-225.
31. 张虎元, 王赵明, 朱江鸿, 周光平. 混合型缓冲材料砌块渗透性及其各向异性研究[J]. 岩土力学. 2022. 43(3): 573-581.
32. 童艳梅, 张虎元, 周光平, 李小雅. 高庙子膨润土中蒙脱石碱性溶蚀的矿物学证据[J]. 岩土力学. 2022. 43(11): 2973-2982.
33. 王英, 张虎元, 童艳梅, 周光平. 接缝密封材料对缓冲砌块屏障封闭性能的影响[J]. 岩土力学. 2021. 42(6): 1648-1658.
34. 张虎元, 杨盛清, 孙博, 朱江鸿. 石质文物盐害类型与蒸发速率的关系研究[J]. 岩石力学与工程学报. 2021. 40(S2): 3284-3294.
35. 张虎元, 丁志南, 谭煜, 朱江鸿, 曹志伟. 压实膨润土-砂混合物最佳养护湿度研究[J]. 岩土力学. 2021. 42 (11): 2925-2933.
36. 张虎元, 朱飞, 王照明. 地下水含盐量抑制缓冲砌块接缝的愈合效果[J]. 岩石力学与工程学报. 2020. 39(S1): 2892-2901.
37. 张虎元, 赵秉正, 童艳梅. 混合型缓冲砌块导热性能及其均匀性研究[J]. 岩土力学. 2020. 41(S1): 1-8.
38. 张虎元, 罗刚, 于荣光, 王赵明. 混合型缓冲砌块抗压强度特性研究[J]. 岩土力学. 2020. 41(S2): 1-11.
39. 张虎元, 童艳梅, 贾全全. 强碱性溶液扩散对高庙子膨润土的化学腐蚀[J]. 岩石力学与工程学报. 2020. 39(1): 166-176.
40. 马国梁, 张虎元, 季泽, 谭煜. 松散堆积膨润土颗粒材料的膨胀及渗透性能[J]. 岩石力学与工程学报. 2020. 39(S2): 3607-3614.
41. 张虎元, 张国超, 余荣光, 谭煜. 混合型缓冲砌块膨胀性的空间分布及其各向异性[J]. 岩石力学与工程学报. 2019. 38(S2): 3469-3480.
42. 张虎元, 谭煜, 何东进, 张国超. 石英砂掺量对膨润土-砂混合物泥浆样干缩开裂的控制机制[J]. 岩土工程学报. 2019, 41(2):277-285.
43. 张虎元, 王英, 马国梁, 何东进, 朱飞. 膨润土粉密封条件下缓冲砌块接缝的膨胀应力发展研究[J]. 岩石力学与工程学报. 2018. 37(9):2200-2208.
44. 陈毅, 张虎元, 杨龙. 遗址土劣化进程中微观结构变化的类比研究[J]. 岩土力学. 2018. 39(11):4117-4124.
45. 彭宇, 张虎元, 林澄斌, 王学文, 杨龙. 抗疏力固化剂改性黄土工程性质及其改性机制[J]. 岩石力学与工程学报. 2017. 36(3):762-772.
46. 张虎元, 王学文, 刘平, 闫铭, 彭宇. 缓冲回填材料砌块接缝密封及愈合研究[J]. 岩石力学与工程学报. 2016. 35(S2):3605-3614.
47. 张虎元, 彭宇, 王学文, 赵秉正, 刘平. 冰-土混合法调配膨润土缓冲回填材料含水率研究[J]. 岩土力学. 2016, 37(S2):144-150.
48. 张虎元, 彭宇, 王学文, 林澄斌. 抗疏力固化剂改性黄土进失水能力研究[J]. 岩土力学. 2016. 37(S1):19-26.
49. 张虎元, 姜啸, 王锦芳, 李秀祥. 壁画地仗中盐分的毛细输送机制研究[J]. 岩土力学. 2016. 37(1):1-11.
50. 王旭东, 郭青林, 谌文武, 张虎元, 孙满利, 张明泉, 王思敬, 周双林, 张秉坚. 潮湿环境下考古现场土遗址保护探索性研究[M]. 北京:科学出版社, 2015.
51. 赵天宇, 张虎元, 王志硕, 王发旺. 含氯硫酸盐渍土中硫酸钠结晶量理论分析研究[J]. 岩土工程学报. 2015. 37(7):1340-1347.
52. 张虎元, 林澄斌, 生雨萌. 抗疏力固化剂改性黄土工程性质试验研究[J].岩石力学与工程学报. 2015. 34(S1):3574-3580.
53. 姜啸, 张虎元, 严耿升, 王锦芳. 湿度对盐溶液在壁画地仗中的毛细迁移影响研究[J]. 岩土力学. 2014. 35(2):459-465.
54. 张虎元, 周浪, 陈航, 闫铭. Eu(III)溶液对膨润土-砂混合物渗透性能影响研究[J]. 岩土力学. 2014. 35(S1):215-220.
55. 周浪, 张虎元, 陈航, 闫铭. Eu(Ⅲ)在膨润土–砂混合物中的迁移试验研究[J].岩石力学与工程学报. 2014. 33(S2):4163-4167.
56. 陈航, 张虎元, 郭永强, 闫铭, 陈晓宁. 混合型缓冲回填材料导热性能测试与预测研究[J].岩石力学与工程学报. 2014. 33(S2):4312-4320.
57. 张虎元, 张学超, 陈晓宁. 不同遗址土的热物理参数研究[J]. 岩土力学. 2014. 35(S1):57-62.
58. 王旭东, 李最雄, 谌文武, 张虎元, 郭青林, 孙满利, 王思敬, 张秉坚. 土遗址保护关键技术研究[M]. 北京:科学出版社, 2013.
59. 张虎元, 贾灵艳, 周浪. 高放废物处置库的混合型缓冲回填材料压缩特性研究[J]. 岩土力学. 2013, 34(6):1546-1552.
60. 王旭东, 张虎元, 李最雄, 郭青林, 刘平, 严耿升. 中华人民共和国文物保护行业标准“土遗址保护试验技术规范”(WW/T 0039-2012)[S]. 北京:文物出版社, 2012.
61. 崔素丽, 张虎元. 静力压实膨润土-砂混合物膨胀特性研究[J]. 辐射防护. 2012. 32(5):289-295.
62. 张虎元, 张秋霞, 李敏. 微波炉法测定遗址土含水率的可靠性研究[J]. 岩土力学. 2012. 33(S2):65-70.
63. 张虎元, 杨博, 高全全, 张光伟. 污泥屏障渗透性及重金属阻截效果试验研究[J]. 岩土力学. 2012. 33(10):2910-2916.
64. 李朝晖, 张虎元. 废轮胎颗粒与黄土混合物剪切特性研究[J]. 岩土力学. 2012. 33(10):3013-3019.
65. 张明, 张虎元, 贾灵艳. 混合型缓冲回填材料非饱和水分扩散试验研究[J]. 岩土力学. 2012. 33(6):1673-1678.
66. 张明, 张虎元, 贾灵艳 崔素丽. 缓冲回填材料室内制样方法研究[J]. 建筑材料学报. 2012. 15(5):648-653.
67. 严耿升, 张虎元, 王晓东, 杨博, 李敏. 干旱区土建筑遗址冻融耐久性研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2011, 32(8):2267-2273.
68. 张虎元, 严耿升, 赵天宇, 王晓东, 张永霞. 土建筑遗址干湿耐久性研究[J]. 岩土力学, 2011, 32(2):347-355.
69. 张虎元, 赵天宇, 卢一亭, 张明. 膨胀条件下混合型缓冲回填材料的渗透特性[J]. 岩石力学与工程学报, 2011, 30(S1):3149-3156.
70. 崔素丽, 张虎元, 刘吉胜, 梁健. 混合型缓冲回填材料膨胀变形试验研究[J]. 岩土力学, 2011, 32(3):684-691.
71. 张虎元, 张明, 崔素丽, 贾灵艳. 混合型缓冲回填材料土水特征曲线测试与修正[J]. 岩石力学与工程学报, 2011, 30(2):382-390.
72. 张虎元, 赵天宇, 吴军荣, 严耿升, 冯蕾. 膨润土改性黄土衬里防渗性能室内测试与预测[J]. 岩土力学, 2011, 32(7):1963-1969.
73. 孙博, 周仲华, 张虎元, 张永霞, 郑龙. 夯土建筑遗址表面温度变化特征及预报模型[J]. 岩土力学, 2011, 32(3):867-871.
74. 张虎元, 王晓东, 王旭东, 吕擎峰, 张艳军. 楠竹加筋复合锚杆内部界面黏结滑移模型[J]. 岩土力学, 2011, 32(3):789-796.
75. 李朝晖, 张虎元. 废轮胎颗粒与黄土混合物压实性能研究. [J]. 岩土力学, 2010, 31(12):3715-3720.
76. 张虎元, 崔素丽, 刘吉胜, 梁健. 混合型缓冲回填材料膨胀力试验研究[J]. 岩土力学, 2010, 31(10):3087-3095.
77. 张虎元, 刘吉胜, 崔素丽, 梁健. 石英砂掺量对混合型缓冲回填材料抗剪强度的控制机制[J]. 岩石力学与工程学报, 2010, 29(12):2533-2542.
78. 张虎元, 梁健, 刘吉胜, 崔素丽. 混合型缓冲回填材料压实性能研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2009, 28(12):2585-2592.
79. 张虎元, 冯蕾, 吴军荣, 王宝, 刘平. 填埋场防渗衬垫等效替代研究[J]. 岩土力学, 2009, 30(9):2759-2762.
80. 张虎元, 刘平, 王锦芳, 王旭东. 土建筑遗址表面结皮形成与剥离机制研究[J]. 岩土力学, 2009, 30(7):1883-1891.
81. 王晓东, 张虎元, 吕擎峰, 张艳军, 严耿升. 楠竹加筋复合锚杆管材力学性能试验研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2009, 28(S1):2941-2946.
82. 王旭东, 张虎元, 郭青林, 吕擎峰. 敦煌莫高窟崖体风化特征及保护对策[J]. 岩石力学与工程学报, 2009, 28(5):1055-1063.