以热力学和连续介质力学的应力理论为基础，从非饱和土的土骨架平衡方程出发，导出了一系列应力状态变量，目前文献中所使用的应力状态变量都在其中。研究发现：非饱和土的应力状态变量有多种组合形式（5组以上），不是惟一的；大多数应力状态变量与土的孔隙率、饱和度等物性指标孪生相伴；所有应力状态变量都具有应力的量纲，单纯孔隙率或饱和度及其组合都不构成应力状态变量；简化的Bishop有效应力公式和Fredlund倡导的两个应力状态变量都是简化了的应力状态变量，前者忽略了孔隙率的影响，而后者忽略了与孔隙率及饱和度的关联性。在选择应力状态变量时应考虑理论合理、应用方便、逻辑关系正确的原则，还应做一定的验证工作。

采用自行研制的温度控制固结试验装置对一种饱和粉质黏土的热固结特性进行室内试验。研究表明，在不同的有效固结压力作用下饱和试样的孔隙水压力变化趋势以及固结体应变变化趋势类似。在温度升高过程中，由温度导致的孔隙水压力不断增大，当温度达到设定温度时，试样内的孔隙水压力也达到峰值，而且随着有效固结压力的增大，孔隙水压力峰值似乎略有增大。此外，温度升高后的固结排水量远大于温度再降低后的吸水量，亦即经过升温和降温过程，试样总体产生明显的收缩变形。

水敏感性和结构性是黄土区别于其他类型土的主要特点，得到了广泛的研究，但大多数试验研究都采用垂直方向制备的试样，仅考虑了黄土垂直方向的力学特性，这对于以承受上部垂直荷载为主的黄土地基基础等工程类型来说是合理和准确的，而对于受力状态较为复杂的边坡和隧道及地下结构等工程类型，黄土力学性质的各向异性可能更为重要。分别从垂直向和水平向制取兰州Q4黄土的原状土试样，通过三轴剪切试验研究了其抗剪强度和变形参数在不同围压下和不同方向上的差异性，并与直剪试验获得的强度参数进行对比。结果表明：兰州Q4黄土力学性质的各向异性是较为显著的，强度方面的差异主要体现在黏聚力，而内摩擦角的差异性较小；变形特征具有随围压增加而从脆性向塑性转化的特点，垂直方向的变形模量比水平方向的变形模量平均要大2倍左右。用黄土的结构性强度及其形成机制解释了试验结果，认为黄土力学性质的各向异性特点是其结构性的另一种表现方式，应重视黄土在不同方向上强度和变形特征的差异性，以获得更安全合理的参数。

将计算机数字图像测量技术应用于土工静力三轴试验的土样变形测量，实现了土样变形的非接触测量。针对南宁饱和细砂，采用干装敲击法和控制不同初始成样含水率的湿装夯实法制备松砂和密砂试样，联合采用数字图像测量技术与常规三轴变形量测方法，在不同围压下进行了固结排水剪切试验。着重探讨了成样方法、初始成样含水率、密实程度、固结围压对两种量测方法所获得的应力-应变关系与邓肯-张模型中的切线模量5参数的影响。试验结果表明：成样方法、初始成样含水率、密实程度和围压决定土样的剪切破坏形式，影响应力-应变关系；剪切破坏的形式以及剪切带位置的不同，导致图像测量和常规三轴试验获得的轴向应变和偏应力数值均存在不同程度的差异；邓肯-张模型5参数不仅受到试样的成样方法、初始成样含水率、密实程度的影响，而且受到量测方法的影响。

为了对比研究月壤与模拟月壤的微观结构，介绍了月壤的形成作用过程和5种基本颗粒类型；通过真实月壤照片，对月壤微观结构进行了分析；利用火山灰为模拟月壤主体材料，对其成分进行了检测；对模拟月壤的火山灰颗粒进行了显微图像分析试验。结果表明，月壤存在胶结物微观颗粒，胶结物颗粒具有分支的组织形态和封闭的气泡，并且有金属铁珠存在；火山灰所含的主要成分及含量与月壤相似，经过粉碎的火山灰试样棱角较为明显，其纵横比峰值略小，稍显长条状，但与月壤比较相近，而复杂度因子则略有欠缺，说明颗粒还不够粗糙和多棱

为解决煤矿下山巷道爆破掘进中普遍存在的循环进尺小、炮眼利用率低、爆后矸石堆积迎头、留底严重等问题，基于“裂槽、抛碴”思想，有机结合直眼和斜眼掏槽的各自优点，设计了含抛碴眼的楔形掏槽方式这一新型掏槽结构。在华恒矿-1 000水平副暗斜井，通过改变掏槽眼的布置位置和起爆顺序、设置抛碴辅助眼等措施，结合弧形和直线形组成的混合型辅助眼布置方式，制定出3种下山巷道爆破掘进技术方案并进行现场试验。通过掘进进尺、残眼深度、巷道成型、抛碴距离、矸石块度、矸石高度等指标，评价设计方案，最终优选出一种综合指标最好的爆破方案。该矿采用此技术，月进尺提高了40%以上，验证了该技术在下山巷道爆破掘进中的有效性。

研究了单轴循环加卸载条件下深部冲击倾向煤岩样应力与纵波波速的耦合关系，基于煤岩试样在弹性阶段纵波波速变化梯度大，塑性阶段波速变化趋于平缓的特征建立了应力与纵波波速之间的试验关系模型，并对模型参数进行了分析。研究表明：①由于闭合的孔隙和裂隙又重新张开，颗粒之间的压实程度减弱，煤岩试样卸载过程中，随着应力的降低，波速也降低；②部分裂隙和孔隙在压密阶段发生永久闭合，造成应力降低后再无法张开，因此下一循环的开始纵波波速值要大于第一个循环开始时的波速值；③与实测值的相关系数计算结果表明，试验关系模型具有较高的拟合度，很好地体现了试样纵波波速变化对载荷的敏感程度。

天然软黏土普遍受到土结构性的影响，明确结构性对软黏土压缩特性的影响机制显得尤为重要。对两个天然软黏土原状样进行室内一维固结试验，得到的压缩曲线与已有文献中搜集的39个原状样压缩曲线进行比较。压缩曲线在对数坐标下均呈现倒S形，并存在明显的结构屈服压力。采用双对数坐标处理后，压缩曲线可由双直线较好地表示，易于确定固结屈服压力。41个原状样屈服后的压缩指数和屈服点含水率之间的定量关系，与基于重塑土定量公式计算的压缩指数与固结屈服压力下重塑土含水率的定量关系相一致。对比结果表明：天然软黏土屈服后的压缩特性取决于屈服时的含水率，而与土结构性无关，解释了天然土压缩曲线位于重塑土上方是由于对应屈服点含水率不同而引起的。

在水平-垂直加筋体系研究的基础上，对单向土工格栅设置了加强肋，使其具备立体加筋效果。通过大量的拉拔试验，研究了带加强肋土工格栅加筋的筋-土界面特性。通过对汇总得到的36组拉拔试验数据进行分析，探讨了肋间距与肋厚对极限拉拔阻力的影响情况。试验结果表明：在相同法向应力作用下，带加强肋土工格栅的极限拉拔阻力明显高于普通土工格栅，其极限拉拔阻力随着加强肋肋厚的增加而显著增加，并随着加强肋肋距的增加而逐渐减小。在试验基础上，进一步分析了带加强肋土工格栅与砂土的相互作用机制，探讨了极限拉拔阻力的影响因素，建立了拉拔阻力理论公式，并将试验结果与理论值比较，二者基本吻合。

在国内现行的各类土工试验规程中，5点击实法是最基本的土工击实试验方法，具有用土量大、费时、费力，而且试验数据处理麻烦等缺陷。为了克服这些缺陷，采用静压脱湿试验法，对人工配制含水率，而且含水率高于该土的塑限含水率的不同土样进行脱湿。试验结果表明：各土样脱湿后的含水率具有稳定在标准击实功下该土最优含水率以下某一稳定水平的特点。由此提出：可将需要击实的土样先脱湿，得出土样脱湿后的含水率，再乘以有关系数求得土的最优含水率，直接对最优含水率下的土体进行标准击实功单点击实，从而快速准确地获得该土的最优含水率和最大干密度。通过对比试验验证，单点击实法不但简单、快速，而且具有足够的可靠性。

通过泥质砂岩单轴压缩蠕变试验，揭示岩石蠕变变形与破坏的特点，反映了不同应力路径下的岩石蠕变速率与发展过程，建立了泥质砂岩的非线性蠕变模型，并通过对试件施加侧向刚性约束和锚固约束，以反映地下工程围岩在平面应变状态和支护状态下的蠕变特性。研究结果表明，锚固约束可以显著提高岩石发生稳定蠕变的应力阀值，减缓蠕变速率。根据改进的蠕变方程进行试验数据的拟合，确定了改进的西原模型蠕变方程中的各物理量。与单轴蠕变试验结果对比表明，该模型的计算结果与试验数据吻合较好，说明改进的西原模型可较好地反映岩石加锚后的蠕变特征。研究结果对深部地下工程围岩的变形与稳定控制研究具有重要的指导意义。

利用水蒸气吸附仪对石灰改性膨胀土进行水蒸气吸附试验，得出随着掺灰量的变化，膨胀土的吸水性先减小后增大，且在掺灰量为6%处取得最小值。为了研究引起膨胀土吸水性变化的主要原因，再对改性膨胀土进行氮气吸附试验，从而分析掺灰膨胀土孔隙结构的变化。研究发现，随着掺灰量的增加，BET微孔比表面积呈折线形变化，且在掺灰量为6%时取得最小值；中孔的累积容积随着掺灰量的增大而减小；随着掺灰量的增加，中孔孔径先增大后减小，且在掺灰量为6%处取得最大值。膨胀土的吸水性与中孔孔径的变化成负相关，且膨胀土的最佳掺灰量为6%。

针对输电线路注浆锚杆基础特点，根据相似理论设计了节理化岩体注浆锚杆基础抗拔模型试验，模型设计中考虑了岩石弹性模量、浆体弹性模量、节理迹长、节理倾角、锚杆埋深5个因素的变化，选择5因素4水平的正交试验方法进行了模型试验研究。结果表明，岩石弹性模量对注浆锚杆基础抗拔力的影响最大，其次为锚杆埋深、节理倾角、浆体弹性模量、节理迹长。试验过程中以剪切破坏和开裂破坏为主，并以此分析了注浆锚杆的传力机制，得出浆体与锚杆和岩体之间的黏结强度是控制试验结果的主要因素，影响着锚杆的极限抗拔力和破坏状态，在施工过程中应注意质量控制。

利用块石层调控路基地温是主动冷却路基的一种重要措施，块石层内部对流换热过程是冻土工程应用研究的重要内容之一，块石层中由低压或温差引起的空气流动的实际测定一直是其中亟待解决的问题。通过高精度微风速探测仪器，首次获得由温差引起的块石层空气流动特征。研究发现：块石层中对流过程和温度变化过程相互影响，在加速区和稳定区实现快速降温之后呈现缓慢降温过程；块石层内温差大于空气对流的启动温差时，自然对流速度和温差具有线性相关性；随着降温过程在相同温差条件下具有不同的对流特性；块石层上表面温度波动对内部温度波动的影响随深度而减弱，温度延迟性与深度呈线性相关性，块石层不同层位温度变化的非对称性由不同的传热方式和传热效率导致；在热传导期块石层存在热传导影响范围，为保证降温效果块石层厚度需大于热传导范围。研究成果为理论分析和数值模拟提供直接的有力支持以及对该种措施降温机制的进一步认识和改进都具有重要意义。

通过室内1:5的模型试验进行了等电势梯度下2 m×1 m和1 m×0.5 m两种工程常见矩形布置电极间距下的软黏土电渗性状的研究。利用监测排水量、排水速率、电流、电势、含水率和pH值等指标，对不同电极间距试样的电渗处理效果、能量效率和电极腐蚀等方面进行了分析。结果表明：保持电势梯度不变而减半电极间距能够加快电渗排水，降低土体含水率，减小能量消耗和电极界面电阻，但也会导致土体pH值变化和阳极腐蚀量的增大。此外，采用较小的电极间距可使损失在电极和土接触面上的电势降减小，但损失的电势降占电源电压的比例增大。

针对广梧高速公路沿线的砾状煤系土不能满足路基填料要求的问题，采用室内试验的方法，对其提出了分别掺加生石灰和水泥两种改良方案并进行改良试验对比研究。研究结果表明：经水泥改良后的砾状煤系土的压实性能、承载比和水稳性等方面效果明显优于经石灰改良的；经水泥改良后的抗剪性能、无侧限抗压强度和抗变形能力均有较大程度的提高；在影响砾状煤系土强度的因素中，水泥掺入比的影响最显著，其次是龄期和含水率，并根据无侧限抗压强度试验结果提出了多因素影响拟合公式。砾状煤系土掺加约3%水泥改良后直接作为路基填料可满足要求，为煤系土地区路基处理提供借鉴依据。

采用模型试验与离散元模拟的方法，对均质岩体中隧道开挖后围岩的变形破坏过程进行了研究，并对围岩变形破坏过程中围岩应力及地表位移的变化规律进行了分析，模型试验结果与数值模拟结果取得了较好的一致性。研究结果表明：隧道开挖后，拱顶处围岩变形明显并出现裂缝，围岩破坏从拱顶开始，进而呈渐进式向上发展，最终形成稳定的塌落拱；开挖后，隧道围岩径向应力减小，隧道周边一定范围内围岩切向应力减小，且随隧道变形破坏的发展，围岩切向应力减小的区域逐渐扩大；隧道塌方后，拱底垂直应力增加，开挖结束至塌方开始期间地表位移增量最大，塌方期间地表位移增量最小。

基于加筋黏性土挡墙的长期工作性能试验，综合分析加筋土挡墙在回填、加载过程及加载后各阶段对格栅应变、面板变形及墙后土压力的影响，以及格栅应变受模型槽尺寸效应的影响。试验结果表明：顶部加载完成后格栅应变随时间增加而逐渐增大，约6个月后增加趋势变缓并趋于稳定；随着距面板距离的增大，筋材应变先增大后减少，随着时间增长，黏性土中格栅应变沿全长发展并均有相应增长；受模型槽挡板与填料间的摩擦以及加载板与模型槽间存在间隙的影响，靠近两侧挡板筋材的应变值要比中间测点小些；相同位置处挡墙后最大水平土压力监测值约为朗肯主动土压力计算值的2倍；竖向土压力最大值仅为考虑顶部载荷和自重后应力总和的1/3左右，表明格栅加筋使挡墙填土中应力得以重新分布。

使用MTS-815液压伺服系统对隧道衬砌的混凝土试件进行了三轴压缩蠕变试验，当压缩蠕变强度达到混凝土试件抗压强度的85%时进入加速蠕变阶段。分析了隧道衬砌混凝土三轴压缩蠕变变形的特点，确定采用摩尔-库仑准则和Burgers模型串联组合而成的黏弹塑性模型可以合理地描述衬砌混凝土的蠕变特性。组合模型的黏弹性状态与Burgers模型一致，塑性状态与Mohr-Coulomb模型一致，它不仅能够反映衬砌结构蠕变的全过程，且能模拟材料的黏弹塑性变形特性，解决了典型Burgers蠕变模型只能描述黏弹性蠕变的缺陷。同时也研究了三轴试验条件下组合蠕变模型参数的求解方法，得到隧道衬砌混凝土的蠕变参数。

将土体视为液固两相多孔介质，利用连续介质力学得到了饱和土层的水平动力阻抗，将上部结构视为梁单元，桩-饱和土-桩之间的动力相互作用借助于等效的Winkler动力弹簧和波的干涉来模拟，并通过承台处力的平衡将群桩和上部结构耦合起来，研究了简谐SH地震波作用下饱和土-桩-上部结构的动力相互作用问题。以2×2群桩为例，对饱和土-桩-上部结构体系进行了数值分析，讨论有关参数对结构体系动力特性特别是抗震性能的影响。数值分析表明，桩间距、桩-土弹性模量比、长径比等对结构体系的抗震性能有较大影响。桩间距对地震放大系数的影响与外界激励的频率有关，桩土模量比较小、结构和桩基的阻尼较大时结构体系的抗震效果较好，长径比越大地震作用下产生的结构变形越大

层间错动带存在的普遍性，给世界上许多工程带来了岩体稳定性问题和地质灾害。通过对因层间错动带导致工程岩体结构变形失效或破坏的实例进行归纳总结，采用岩体结构控制理论的观点将含层间错动带的岩体的破坏模式分为拉裂破坏、掉块和层间剪切滑移破坏3大类。以此为基础，提出剪切力学模型是层间错动带力学模型研究的重点。对层间错动带剪切力学特性的现有试验方法和建模理论进行评述，并根据现有的研究基础，提出屈服面蠕变模型是当前层间错动带剪切蠕变模型的较好选择。

土钉支护是一种比较经济的支护方式，工程实践中已广泛应用，但其设计理论则相对缺乏。针对目前土钉支护设计中存在的主要问题，即土钉力和土钉支护位移的计算分析，以工程实测资料为背景，根据侧壁主动土压力与总土钉力相等的原则，考虑施工过程的影响和增量法的思想，提出了基于经验和理论相结合的土钉力计算公式。按照弹性力学理论，对由于土的开挖引起支护的土体侧移提出了简易的位移计算公式。通过工程实测检验了公式的正确性。这些计算公式简便，其结果较符合实际，较好地解决了土钉支护设计的主要问题，可为工程设计提供参考。

针对2008年初南方罕见的极端冰雪气候，为研究其与地质灾害的相关性，探讨了极端冰雪灾害条件下均质松散堆积体边坡的演化特征。比较了融雪与降雨触发滑坡的异同点，通过具体事例分析了融雪触发滑坡灾害的一般规律。引入度日因子与雪雨当量两个物理量，根据南方极端冰雪气候特征建立了简化的有效融雪模型，并从渗流场、稳定性及变形3个方面模拟计算在不同雨雪当量下均质松散堆积体坡体的演化特征。结果表明，一定的融雪速率与融雪量对松散堆积体边坡渗流场无影响。随着融雪的持续，非饱和区基质吸力逐渐减小，坡体整体稳定性逐渐降低。坡面上水平位移与竖向位移逐渐增大，表现为水平方向上前缘变形大于后缘，竖直方向上后缘下错与前缘隆起。在融雪持续一段时间后，坡体失稳破坏。

现浇混凝土大直径管桩（PCC桩）低应变检测时，桩头附近存在着明显的三维效应，表现在与激振点夹角不同的测点的速度响应存在着明显的差别。基于所建立的解析公式，研究了桩顶各振动模式的动力响应特征，分析了桩顶总体速度响应沿环向和径向的变化规律。研究结果表明：90º点的总体速度响应主要来源于轴对称模式，45º点、135º点和180º点的桩底反射峰大小和到达时间与轴对称模式接近，但入射波峰大小和到达时间与轴对称模式差别较大；桩顶速度响应主要来源于径向第1阶的模式，第2阶以上的模式贡献较小；各点速度响应主要是前几阶模式的叠加结果，环向第10阶以上的振动模式对总体速度响应的贡献较小；各模式对入射波峰的形成都有较大贡献，但反射波峰主要来自轴对称模式的贡献；高频干扰峰主要来自第1阶非轴对称模式，各点干扰波峰值、相位不一，90º点干扰波峰值最小，0º～90º点与90º～180º点相位相反；环向各点的速度响应差别较大，但沿径向的变化却不很明显。

边坡潜在破裂面的确定与稳定性判识一直是岩土工程界研究的热点问题。将边坡潜在破裂面看成是由若干段组合而成的复合破裂面，并沿各段将边坡垂直条分为多块体，在假设边坡岩土体服从摩尔-库仑屈服准则条件下，根据极限分析上限定理，分别计算各块体外功率与内能耗散，并建立边坡稳定系数的多元函数。利用数学优化方法给出边坡稳定系数的最优解，可以方便地给出边坡潜在破裂面形状及其对应的边坡稳定系数。通过算例分析并与前人研究成果比较，结果表明：理论方法是合理有效的，可以用于边坡潜在破裂面的确定与稳定性判识。

以基坑隆起破坏的根本原因是地基承载力不足为前提，运用Terzaghi地基极限承载力理论，推导了土钉支护条件下基坑抗隆起稳定性的计算方法。采用地基土单侧滑动失稳破坏假设，同时考虑了单侧滑动体上竖向抗剪力对抵抗基坑隆起所起的作用。通过基本算例，对影响基坑抗隆起稳定性的参数进行了讨论，并得出了各抗隆起安全系数与各因素之间的部分变化规律。与现有的基坑抗隆起稳定性计算方法对比分析表明，所建议的方法在实际工程应用中是可行的。

提出了基于Copula函数的基桩荷载-位移双曲线概率分析方法。首先将基桩标准化荷载-位移双曲线模型不确定性转化为双曲线参数不确定性，然后在Copula理论框架下建立了双曲线参数的联合分布函数。最后以钻孔现浇灌注桩试验数据为例证明了所提方法的有效性，并进行了基桩正常使用极限状态可靠度分析。结果表明：Copula函数是构造基桩标准化荷载-位移双曲线参数联合分布函数一种有效的方法，它能够更加准确地实现基桩荷载-位移双曲线的随机模拟，从而得到更为合理的可靠度结果。钻孔现浇灌注桩双曲线模型中两个参数间具有较强的负相关关系，忽略了这种负相关性将会高估基桩的失效概率。此外，常用的Gaussian Copula函数并不是拟合双曲线模型中两个参数间相关结构最优的Copula函数，采用Gaussian Copula函数将会明显低估基桩的失效概率。

现有的锚板极限承载力研究大多是采用线性或非线性Mohr-Coulomb破坏准则在砂质地基中进行的，然而Mohr-Coulomb破坏准则并不适合分析岩质地基中的抗拔结构。采用Hoek-Brown破坏准则构建了一个曲线型的破坏机制，根据极限分析上限定理求出了条形锚板抗拔力的表达式。通过变分计算，得到了极限状态下条形锚板的抗拔力和岩体破裂面的上限解。为了证明所采用方法的有效性，当材料参数B =1时，采用与Mohr-Coulomb破坏准则等效的土体参数，计算了曲线型破坏机制下条形锚板的极限抗拔力，并与已有计算结果进行了比较。结果表明，采用曲线型破坏机制得到的锚板极限抗拔力与直线型多块体破坏机制的结果基本一致，证明了所采用的曲线形破坏机制是正确的。参数研究表明：在其他参数不变的情况下，锚板极限抗拔力和破坏面都随岩体参数B的增大而减小。

爆炸对结构物的作用可以看成是冲击力和热的共同作用结果。基于Biot热弹性波动理论，利用饱和多孔介质热- 流-固耦合动力响应模型，研究了饱和软黏土中隧道结构内受指数衰减热/力冲击荷载作用下的动力响应。利用Flügge薄壳理论，得到隧道结构的运动方程。考虑土-结构接触面上的协调条件并利用热-流-固耦合动力响应模型的通解，得到了热/力冲击荷载作用下应力、位移和孔隙水压力响应在Laplace变换域中的解。利用Laplace数值逆变换技术得到数值计算结果，探讨了冲击荷载和热荷载作用下隧道结构刚度和厚度对应力、位移和孔隙水压力响应的影响。结果表明：在爆炸冲击荷载作用下，隧洞衬砌对周围土体起到很好的屏蔽作用，且衬砌刚度越大，其保护效果越好；衬砌与土体接触面上应力随衬砌刚度增大而减小，并且刚度越大应力衰减越快；衬砌刚度和厚度对热冲击的位移响应有明显影响，而对其温度响应的影响较小。

对影响滚石的岩性、地形坡高和地质结构等因素进行现场地质调查和分析，初步确定存在潜在滚石的坡体。借助BJSD-2B型激光断面仪，选取上述坡体的4个典型剖面进行坡形测量。结合数值分析结果，确定块石A~F发生滚石的可能性较大。现场测量确定A~F块石的体积。在此基础上，利用Rocfall模拟软件对6块块石滚落的运动特征（运动距离、弹跳高度、动能和运动速度）进行预测和分析。结果表明：块石D的失稳对游客的生命安全威胁相对较小，但会直接导致7号洞洞室发生严重破坏；其余5块块石的失稳均会对游人的生命安全造成重大威胁，但不会严重影响到相应洞室的稳定。建议对上述6块块石所在坡体的关键部位及时采取工程措施进行加固。

考虑锚杆锚固段从岩体中拔出、拉杆拉断、拉杆从注浆体中拔出等失效模式，利用系统可靠性原理和极限平衡分析方法，并基于Monte-Carlo抽样原理提出双滑块岩质边坡锚固系统破坏概率的直接求解方法。同时考虑锚杆钢筋的腐蚀与软弱滑动面抗剪强度c、? 的时变性，建立了考虑锚杆多失效模式双滑块岩质边坡锚固系统的时变可靠性模型。算例计算结果表明：软弱滑动面上的强度参数c、? 的时变性和注浆体与围岩之间的抗力时变性对锚固系统的破坏概率的影响较大，而锚杆的腐蚀对锚固系统破坏概率的影响不明显。

顶管施工引起周围地层变形的计算预测是顶管施工中必须加以重视的问题。地层的沉降变形与顶管施工的几个环节有密切的联系，如：①顶管姿态与开挖面土压；②顶进与换管；③注浆过程等。理论分析应考虑这几个施工中的关键因素。针对上述施工影响因素，提出了考虑注浆压力的顶管施工的地层移动的计算方法。用Mindlin的位移解分析模拟开挖面土压、顶进与换管过程中的侧面摩擦力的变化引起的位移；以Sagaseta的土体损失引起的土体位移模式分析姿态控制、土体损失等引起的变形；将圆孔扩张的Verruijt解拓展到三维，用于计算注浆压力引起的位移与变形。结果表明，考虑注浆压力的变化，可以得到更为合理的预测结果。

针对脆性岩石的损伤特性引入脆性损伤模型，导出三维各向同性损伤情况下的损伤变量表达式。在考虑损伤、不同工况主应力对应关系和渗流作用影响下，推导出圆形水工隧洞洞周围岩的弹塑性应力和塑性半径的解析解。对岩石的脆性特性的研究表明，考虑脆性损伤时的洞周围岩塑性半径比不考虑时有一定程度提升；围岩脆性特征越明显，塑性半径越大。无论洞周围岩应力状态如何，考虑渗流影响后，洞周围岩塑性区范围均会有所扩展。在内水压从0逐渐增加过程中，塑性半径随内水压增加而逐渐减小，直至塑性区消失，在超出临界内压后，塑性区重新出现，塑性半径逐渐增大。

由于地基材料的非线性，采用传统的叠加法计算地基承载力会带来误差。基于无重土地基破坏模式的承载力系数不适用于考虑地基土重的情况，这是采用叠加法计算地基承载力会产生误差的主要原因。基于滑移线法，分析了由叠加法所带来误差的变化规律，并计算了能有效减小或完全消除该误差的承载力系数。研究表明：采用传统的叠加法计算得出的地基承载力是偏低的，且误差随地基土内摩擦角的增加而增加，随黏聚力的增加而减小。采用考虑土重影响的承载力系数计算地基承载力，能有效减小或完全消除叠加法所带来的误差。

作为一种保护邻近建筑物的措施，隔断墙已经开始在深基坑工程中应用，但目前对其有关参数的设计还缺乏理论指导。以某软土地区深大基坑实例为背景，利用有限元分析软件ABAQUS，建立三维有限元分析模型，土体采用修正剑桥模型，模拟开挖实际工况，深入分析了隔断墙各设计参数对保护基坑邻近建筑物效果的影响，邻近建筑物沉降计算值和实测值验证了隔断墙参数优化分析结果的合理性。研究结果表明：地表位移、建筑物的横向角变量和围护墙最大位移随着隔断墙深度的增加而逐渐减小，但建筑物横向角变量的减小幅度趋缓，隔断墙存在一合理深度；随着隔断墙的位置逐渐从基坑侧壁向邻近建筑物移动，隔断墙外侧地表横向和纵向沉降以及纵向不均匀沉降均减小，建筑物的横向角变量也明显减小。理论上，隔断墙越靠近邻近建筑物，保护建筑物的效果越好；隔断墙的平面设置范围对于邻近建筑的保护效果也有着明显的影响，一般情况下可以取邻近建筑物的范围作为隔墙的合理设置范围；隔断墙刚度对地表位移和建筑物角变量影响不大，实际工程中宜取中等刚度的隔断墙。

为确保岩溶区隧道施工安全，利用综合预报分析方法可准确地对地质异常体进行预测，可明显减少发生灾害的可能性。以大广南高速公路紫荆山隧道为工程背景，通过地质分析研究了紫荆山隧道的岩溶发育特征，利用TSP（隧道地震预测）超前地质预报方法对ZK221+960处暗河位置进行了准确预报，并利用地质雷达对暗河的走向进行了短距离探测，探测结果与实际揭露走向基本吻合。针对紫荆山暗河，分析了各种暗河处治措施优缺点，最终制定了泄水洞方案。在保证隧道施工安全和工期的前提下，对泄水洞方案进行了优化处理，优化后的处理方案在紫荆山暗河治理中取得了较好的效果，其结果对类似工程具有一定的借鉴意义。

为了给电磁辐射预测矿井冲击地压灾害提供理论依据，采用电磁波和损伤力学理论初步分析了电磁辐射能和加载机械能的关系；采用试验和能量理论研究了单轴压缩条件下煤体变形破坏产生电磁辐射能与受载煤体能量积聚、耗散的耦合关系。研究结果表明：加载机械能与煤体变形破坏产生的电磁辐射能成系数为m正线性关系，m与煤体的弹性模量成0.107 4的比例关系；受载煤体峰值弹性应变能与电磁辐射能成正对数关系，煤体的弹性能指数与峰值累积电磁辐射能、总累积电磁辐射能均成正线性关系，电磁辐射信号反映了能量聚集和耗散的状态，表征了煤体冲击破坏的难易程度。因此，电磁辐射能够预测矿井冲击地压灾害的发生。

通过对新疆兵团垦区硫酸盐渍土路基的野外试槽试验测得的地温、盐冻胀变形量等试验数据进行整理，并运用SPSS软件进行多元线性回归分析，探讨了硫酸盐渍土路基的盐冻胀变形规律、盐冻胀变形量的影响因素及其计算方法，研究结果表明：①在一个冻融循环周期内，路基中各测点的地温-变形量曲线可以分成3个阶段，不同阶段的盐冻胀变化规律不同；②在降温、升温过程中，硫酸盐渍土路基盐冻胀变形量的影响因素不同，相应的计算公式也不同；③在一个冻融循环周期内，路基中各测点的盐冻胀变形量的最大值均出现在升温初期，因此，建议采用升温过程中盐冻胀变形量的计算公式计算路基的最大盐冻胀变形量。

以湿陷性黄土的电镜扫描（SEM）和三轴CT扫描试验为基础，针对CT图像分辨率较低、难以实现土微结构精确量化的缺陷，通过对不同放大倍数的SEM图像进行图像分析，并从其中选择标准训练样本，利用训练样本对CT图像进行监督分类，从而达到定量化分析土的微结构的目的。通过比较CT图像基于自身灰度分级和基于SEM训练样本两种不同方法进行监督分类，结果表明基于SEM训练样本的CT图像监督分类，可以更好地量化监测黄土大孔隙、团粒、黏土集粒和矿物颗粒在固结剪切过程中的变化规律，从而为土的微结构研究提供了新的视角。

公路隧道常采用复合式衬砌，按“新奥法”原理进行设计和施工。对于软弱围岩段，采用型钢拱架（或格栅拱架）+注浆+锚喷网联合初期支护形式，型钢喷射混凝土初期支护的安全性评价方法是实现支护动态设计的关键。对初期支护安全性评价进行系统研究，建立了型钢喷射混凝土安全性评价数值计算方法。首先，根据监测数据分析围岩最终沉降量、水平收敛值，作为围岩力学参数反演的依据；其次，采用反演的力学参数，通过地层-结构法数值计算型钢拱架喷射混凝土初期支护内力；最后，采用型钢混凝土安全系数计算方法计算和评价初期支护安全性。研究发现，型钢拱架喷射混凝土初期支护能发挥型钢强支护作用，而喷射混凝土达到设计强度后，混凝土起主要支撑作用，型钢间距对提高初期支护安全系数不显著。