被广泛采用的等价线性黏弹性模型不寻求土体动应力-应变的具体表达式，无法给出能量耗散函数，为深入研究筑坝土石料动力变形机制带来不便。变参数Ramberg-Osgood模型（简称R-O模型）通过变动两个参数以适应土体动模量衰减和阻尼增长，并给出滞回圈的数学表达式。研究中讨论了变参数R-O模型的适应范围，发现该模型不适合描述土体的小应变动力特性，给出了筑坝土石料变参数表达式，绘制了与试验曲线相协调的应力应变滞回圈。可以看出变参数R-O模型能够较好地描述筑坝土石料的动力特性，为进一步研究筑坝土石料的动力耗散与变形机制奠定了基础。

采用空心圆柱扭剪仪对干燥TJ-1模拟月壤试样进行了应力主轴固定的定向剪切试验及不同偏应力比时主应力方向的纯旋转试验。从应力-应变关系角度出发，研究主应力方向、偏应力比对其各向异性的影响，并探讨了上述因素对TJ-1模拟月壤非共轴性的影响。试验结果表明：主应力方向和偏应力比对TJ-1模拟月壤的各向异性均有显著影响；应力主轴旋转引起的非共轴现象比定向剪切时明显，且偏应力比较小时非共轴角随应力主轴旋转呈先减小后增加的趋势，偏应力比较大时非共轴角一直减小直至试样破坏时非共轴现象消失。上述成果可弥补干砂试样非共轴领域的研究空白，并可望为将来月球上基础设施的修建提供技术支持。

为了获得不同初始颗粒粒径分布和含水率对层间错动带颗粒破碎和剪切强度特性的影响，通过对比泥夹碎屑、泥夹粉砂、全泥型3种不同层间错动带类型与现场3种不同含水率（10%、7%和3%）试样在法向压力2～10 MPa作用下的反复直剪试验和剪切面颗粒粒径分析试验结果，可得出以下结论：①粗颗粒越多（d60越大），采用相对颗粒破碎势Br量化的颗粒破碎程度越大；②较干颗粒（低含水率）由于磨损产生了更多的细小颗粒，而较湿颗粒（高含水率）由于破裂和摩擦产生了较大颗粒；③粗颗粒仅对峰值抗剪强度产生一定的影响，且粗颗粒越多，残余强度包线非线性越强；④黏聚力和内摩擦角随含水率线性减小，且低含水率试样残余强度包线非线性最强；⑤残余内摩擦角随颗粒破碎后的黏粒含量（<2 μm）线性减小。提出的残余内摩擦角初步预测公式可供实际工程参考。

在云南保山－腾冲高速公路建设中，遇到了与膨胀性硅藻土相关的边坡稳定问题。通过对云南腾冲五合乡、芒棒乡、团田乡多个地质剖面现场调查和室内物质成分、微观结构分析、力学性质测试表明，云南腾冲新近纪芒棒组硅藻土是一种富含膨胀性黏土矿物的黏土质硅藻土，在性状上属于膨胀性极软岩。天然硅藻土具有很强的结构性，导致其物理性质与力学性质的关系与传统岩土力学规律极不相符，如孔隙比高达2.20～2.78、液性指数为0.66～2.73的天然硅藻土单轴抗压强度竟高达1.09～2.11 MPa。综合研究表明，云南保山－腾冲高速公路建设中黏土质硅藻土边坡的滑坡灾害、风化剥落灾害与其工程特性密切相关。

利用岩石力学伺服试验机，对尺寸为80 mm×160 mm×30 mm的断续三裂隙砂岩试样进行了单轴压缩试验，研究了岩桥倾角? 2对断续三裂隙砂岩（? = 30°和? 1 = 60°）强度破坏和裂纹扩展特征的影响规律。与完整砂岩试样相比，断续三裂隙砂岩试样应力-应变曲线显示了较多的应力跌落，其峰值强度也呈显著降低趋势，但降低程度与? 2密切相关，随着? 2从75°增加到90°，峰值强度从82.04 MPa 降低到77.82 MPa，而当? 2从90°增加到120°，其峰值强度无明显变化。完整砂岩试样呈现轴向劈裂脆性破坏，而断续三裂隙砂岩试样是由许多从裂隙尖端产生的裂纹扩展与汇合，导致了其失稳破坏。通过照相量测技术，探讨了? 2对断续三裂隙砂岩试样裂纹扩展特征的影响：? 2为75°、90°和105°的断续三裂隙试样中裂隙①、③和②、③之间均出现了贯通，而裂隙①、②之间无任何贯通；? 2为120°的断续三裂隙试样中裂隙①、③和①、②之间均出现了贯通，而②、③之间无任何贯通。最后给出了断续三裂隙砂岩试样宏观变形特性与裂纹扩展过程之间的关系。

长期以来，很多学者在土的强度问题方面做了大量的研究工作，也取得了不少成果。但土的结构性对强度的影响一直是这一问题的难点。以土的颗粒连接为基本点，建立了土结构强度模型，并对其进行分析，发现土体的强度直接与颗粒之间的连接强度和连接的分布形态有关。将统计域上形成的应力强度曲线族，当作宏观分析的土体性能的代表点考察时，可以自然地得到多个曲面构成的屈服面。通过对简化的土结构形态例子的分析，当各方向的连接为均匀分布时，可以得到各向同性的应力强度模型。分析表明，当考虑到统计域的空间特性时，宏观应力在统计域上不同的局部坐标位置，会出现应力梯度对强度产生影响的现象，这是过去的经典理论中所无法解释的。由此可知，土体结构强度模型是一种分析具有结构性土体的新的、有效的方法。

利用自主改造的、大主应力与小主应力方向由刚性加压板加载、中主应力方向由围压室液压加载的自动控制刚柔复合真三轴仪，对上海原状软土进行同一π面上不同洛德角真三轴固结排水剪切试验。原状土样通过分块抽样法获取，共进行了5组不同洛德角（0°、15°、30°、45°和60°）排水剪切试验。试验结果显示，上海原状软土抗剪强度、屈服和破坏点位置随洛德角的增大而减小，体积变化量先增大后减小。三向应力状态下上海软土的破坏强度接近空间滑移面（SMP）破坏准则。

导管架平台桩身循环往复运动将使桩周土体超孔隙水压增加、横向土抗力降低，从而导致桩基弱化。泥面以下6倍桩径处嵌固桩身的等效桩简化理论没有考虑桩基弱化对平台基础自然频率的影响，计算结果与实测值有一定差距。为研究桩基弱化对平台结构横向振动特性的影响，进行了比例尺为1:10的导管架平台模型试验，测量不同循环荷载作用之后导管架平台模型水平方向的振动特性。由试验结果可知，桩基横向土抗力在不同循环荷载作用过程中出现不同程度的衰减，桩基土抗力的衰减与桩身往复运动的幅值和次数有关。考虑桩-土相互作用时导管架平台模型两个水平方向的基础自然频率（基频）比等效桩理论计算值分别低15.5%和6.0%。桩基弱化后，实测值与计算值的差距增大到22.0%和13.4%。假设导管架-桩-土系统阻尼为比例阻尼，通过试验结果发现，桩基弱化对系统阻尼影响较小。

水合物含量、有效围压是影响含天然气水合物沉积物力学性质的主要因素，在忽略其他次要因素（包括水合物种类、试样颗粒大小、试验条件等）的情况下，水合物含量和有效围压是决定试样弹性模量的两个关键参数。在分析等效弹性模量与水合物含量相互关系的基础上，考虑有效围压的影响，建立了弹性模量与有效围压的幂函数关系；同时采用Drucker-Prager破坏准则来表示含天然气水合物沉积物微元强度，并假设其微元强度服从Weibull分布，从而建立了含天然气水合物沉积物的损伤统计本构模型，与不同有效围压下的试验结果及已有研究成果相比较，表明了所建模型能够很好地模拟三轴剪切条件下含水合物沉积物试样的应力-应变关系特性。此研究成果可对含天然气水合物沉积物工程性状的数值模拟提供参考。

崩解性是膨胀岩最基本的特性之一，但在膨胀岩膨胀性的快速判别指标中少见关于崩解性及崩解物的定量指标。因此，有必要开展膨胀岩崩解物粒径分布特征和崩解性与膨胀性之间关系的研究，以对膨胀岩的快速判别进行补充。以浙江台州黑洞、蛇蟠岛和新疆大阪隧洞泥质岩样品为例，进行了干燥饱和吸水率和干燥饱和崩解试验，并分析了干燥崩解物粒径分布特征、耐崩解性指数及其与基于干燥饱和吸水率的膨胀性判别结果之间的关系。结果表明，膨胀岩膨胀性的强弱与其崩解物的最大含量粒组颗粒粒径、有效粒径和耐崩解性指数呈反相关关系。膨胀岩崩解物粒径分布的差异性对其膨胀性具有一定的指示意义。

土压平衡盾构机施工过程中，正确地选择掘进参数可以有效地保持开挖面稳定、减少土体位移和地面沉降。通过对杭州地铁1号线盾构隧道施工进行现场监测，研究了盾构机参数关系及其对地层位移的影响。监测内容包括：地表沉降、土体侧向位移、超孔隙水压力以及记录盾构机实时工作参数。研究结果表明，盾构机总推力、土舱压力和刀盘扭矩变化基本同步；盾构机到达前，地表沉降主要受出土率的影响，施工沉降与盾构机土舱内外压力差值成反比；盾尾通过测点后0.5～1 d时间，超孔隙水压力快速下降，且在盾尾通过10 d左右完全消散；工后沉降分为加速沉降阶段和缓慢沉降阶段，占总沉降的 50% 以上，且在孔压计超孔隙水压力消散后继续缓慢发展。

阐述了毛管水对土体强度、变形和渗流的影响。粉性土既有较高的毛管水头，又有一定的渗透性，水压传递快；毛管水对此类土的地基、基坑和堤坝等工程有明显的影响。研究的主要成果有：①根据试样浸水与否的无侧限抗压强度比较试验及理论分析，证明毛管水张力增高了土体强度，强度增高的数值，试验结果和理论分析相符；②计算分析雨季粉性土地表层毛管水张力消失和土体膨胀的过程；③借砂模试验和电拟试验，分析了毛管水对堤坝渗流流态的影响，毛管水增高了渗流量和出逸点高度；④提出了砂土和粉性土毛管水头hc和渗透系数k新的经验计算式。研究成果可应用于粉性土地基、基坑和堤坝等工程。

以广西膨胀土为研究对象，考虑植被的影响，进行了现场渗透和植被根系加筋作用力学试验，并在试验结果的基础上，对膨胀土堑坡的植被防护作用进行数值模拟。研究结果表明，植被根系的加筋作用和植被的蒸发、蒸腾作用是从两个不同的方面维持边坡稳定的，并且在降雨过程中的发挥过程有着先后的顺序。根系的加筋作用增强了土体的强度，植被的蒸发、蒸腾作用阻止了土体强度的进一步衰减。此外，植被覆盖下土体的吸湿与脱湿过程应采用不同的渗透曲线，由于植被防护在施工后未长成的一段时间内十分脆弱，所以对生长期内的植被根系力学特性进行研究具有重要意义。项目研究成果可为膨胀土地区堑坡植被防护设计和施工的发展和应用提供有益参考。

基于室内模型试验，对岩溶区嵌岩桩承载能力的影响因素进行了研究。试验表明，随顶板厚度与溶洞位置偏移距离的增大，极限承载力逐渐增大，随溶洞直径、赤道半径与极半径的增大，极限承载力逐渐减小；破坏核体在竖直方向上基本未超过3d（d为桩体直径）范围，在水平方向上基本未超过4d范围。结合模型试验结果，影响因素的敏感性分析表明，敏感度大小的顺序为：溶洞直径>顶板厚度、赤道半径>极半径>溶洞位置。嵌岩桩的承载能力还与溶洞形状有关，厚径比为溶洞顶板厚度、赤道半径以及桩体底面积的综合影响因素，建议引进形状系数? 与底面积尺寸效应系数?，提出岩溶区嵌岩桩概念设计的注意事项，并通过工程实例进行了验证，现场静载试验与模型试验结果基本一致，楼房竣工后未发生岩溶危害。

使用河海大学TSW－40型真三轴仪，对粗粒土分别进行平面应变和常规三轴压缩试验，研究了粗粒土在平面应变条件下的应力-应变关系及各种应变之间的关系，包括：主应力差? 1-? 3(? 2-? 3)与大主应变?1、主应力比? 1 /? 3(? 2 /? 3)与大主应变?1、球应力p与体积应变?v、偏应力q与偏应变? s、广义应力比q/p与广义剪应变? s、小主应变? 3与大主应变?1、体积应变? v与广义剪应变? s之间的关系。试验结果表明，对于相同的? 3，平面应变试验的(? 1-? 3)(或? 1 /? 3)-ε1曲线位于常规三轴压缩试验相应曲线的上方；? 3大的(? 1-? 3)(或? 2-? 3)-? 1曲线在上方，而? 3大的? 1 /? 3(或? 2 /? 3)-? 1曲线在下方；对于相同的? 3，在相同的? 1下，平面应变条件下的小主应力方向膨胀量要比常规三轴压缩条件下的大；产生相同的? s时，? 3越大，? v越大，对于相同的? 3，平面应变条件下的? v要比常规三轴压缩条件下的大；粗粒土在平面应变和常规三轴压缩条件下加荷时，具有归一化的双曲线应力-应变关系。研究表明，采用非线性弹性模型计算粗粒土的平面应变问题时，有必要考虑弹性模量E和泊松比? 的各向异性。

硅藻土是一种强结构性土，具有密度小、孔隙大、干燥土块吸水率高等特点。天然硅藻土的抗剪强度大，但在外界扰动或风化后，结构性强度丧失，易发生滑坡等斜坡变形破坏现象，因此，研究其在大变形下的力学性质很有必要。利用环剪仪可以研究土体在较大剪切位移条件下抗剪强度变化规律，对重塑硅藻土进行环剪试验研究，得到了不同竖向压力下的应力-位移曲线，认为重塑硅藻土为典型的应变软化型土；根据测试结果得到了重塑硅藻土的抗剪强度和残余强度，并从物质组成和微观结构特征方面对重塑硅藻土的力学性质进行了分析，为硅藻土滑坡的成因分析和灾害防治提供了依据。

对某填埋场污泥库中取样的污泥进行了岩土工程特性测试，包括有机质含量、含水率、界限含水率、颗粒级配、渗透系数、压缩固结特性及抗剪强度等。试验结果表明，与常规淤泥相比，污泥库中经一段时间降解后污泥有机质含量及含水率较高，平均值分别为45%和520%；污泥在历时2 a的生物降解作用下，污泥含水率、有机质含量沿深度呈较为明显的减少趋势；污泥具有极高的压缩性，压缩系数a100-200高达7 MPa-1；污泥的固结表现为非线性大变形特性，其固结系数在10-5～10-6 cm2/s，比淤泥低1～2个数量级，固结系数随压力的增加而显著减少；污泥的抗剪强度参数较小，其黏聚力为0，内摩擦角为14.7°。有机质含量高是污泥高含水率、高液塑性指数、高压缩性，低渗透性、低固结系数及低抗剪强度的本质原因。以上成果可为污泥库的固化处置、稳定分析等提供必要的参数。

以防腐后的麦秸秆和石灰加筋固化滨海盐渍土，解决由盐渍土的盐胀和溶陷引起的低强度和大变形问题。将布筋区域设计为上半部、中部、下半部、上部1/3与下部1/3处分别布筋，共5种布筋区域；将麦秸秆切割成圆管状、半圆管状、1/4圆管状、圆管碾压后的随机形状，共4种加筋横截面形状。加筋盐渍土和加筋石灰盐渍土的三轴UU抗剪强度表明，适宜的布筋区域均为下半部，适宜的加筋横截面形状均为1/4圆管状。麦秸秆的布筋区域和加筋横截面形状对加筋盐渍土和加筋石灰土的抗剪强度均具有明显影响。加筋可有效地提高黏聚力，但对内摩擦角影响较小。麦秸秆适宜作加筋材料，5种布筋区域和4种麦秸秆截面形状的加筋条件下，均可提高滨海盐渍土的抗剪强度和抗变形性能。

在Wei等[1]基于多相孔隙介质非平衡渗流理论提出的多孔介质热动力学混合物理论模型的基础上，建立了一个能描述不考虑土骨架变形的非饱和土土-水特征曲线动态模型。依据非饱和土土-水特征曲线动态模型，推导出不考虑土骨架变形的气-水两相非饱和土的饱和度演化方程。利用饱和度演化方程并结合多步流动瞬态试验的成果，通过数值反演，提出了一种能利用多步流动瞬态试验数据快速确定非饱和土土-水特征曲线的方法。通过对低液限粉土及低液限黏土的多步流动瞬态试验研究发现，饱和度演化方程能较好地模拟非饱和土在小基质吸力步长变化下饱和度的变化规律。此外，通过对多步流动瞬态试验试样饱和度的模拟确定的非饱和土土-水特征曲线与联合测试系统测得的土-水特征曲线的结果较为一致。

利用动三轴试验，研究了水泥改良高液限黏土动态回弹模量的影响因素及其变化规律。研究表明，动态回弹模量随围压、压实度和水泥含量的提高而增大，随循环偏应力和含水率的增大而减小。为分析动态回弹模量的应力依赖性，研究采用了双因素方差分析。分析表明，偏应力与围压均对动态回弹模量有显著性影响，但偏应力的影响更为显著。鉴于动态回弹模量是偏应力和体应力的函数，在分析现有动态回弹模量本构模型适应性的基础上，采用偏应力和体应力为变量的3参数复合模型对试验数据进行回归分析，结果表明，所选模型具有较高的决定系数，证明所选模型具有较高的合理性与可靠性。研究获得了不同含水率、压实度和水泥剂量下水泥改良高液限黏土的动态回弹模量预估模型，为基于动力学的路面结构设计提供了参数。

为了研究弱胶结孔隙介质化学注浆浆液充填及减渗的基本规律，采取模型试验的方法，研究了不同有效粒径及细度模数的模型材料注浆前、后渗透系数、孔隙率及抗压强度变化规律，试验过程中控制了注浆泵流量、浆液性能、静水压力等参数，共完成6个模型。试验结果表明：各模型材料注浆充填率在9%～41%之间，随着模型材料粒度及渗透系数的减小，注浆充填率呈逐渐增大的趋势；注浆前、后模型材料的渗透系数随着有效粒径及细度模数的减小而逐渐减小，且减小的比例逐渐增加；注浆大幅地减小了材料的渗透性，各模型渗透系数减小幅度在84%～97%之间；注浆前各模型材料的抗压强度较低且较为接近，注浆后各模型材料的强度增加量在6～10倍之间，且强度增量表现为随着模型有效粒径及细粒模数的减小而逐渐增大的特点。

为了在国内岩土设计中很好利用英国标准（BS）标贯设备的试验结果，对英国标准和中国标准（GB）标贯设备及试验结果进行分析，研究相关性。BS和GB标贯设备主要的区别是前者的锤垫质量大于后者，造成试验时两者锤击能量有差别，因此，获得的标贯击数不同。通过采用标贯能量分析仪，测量配置不同直径钻杆的BS和GB设备试验时的实际锤击能量，计算两者不同的实际锤击能量与理论锤击能量的能量比，利用能量比的差别分析BS与GB标贯击数的相关性，建立相关公式。分析显示，试验时BS标贯设备比GB标贯设备的锤击传递能量要小，标贯击数要大；钻杆直径为50 mm比直径为42 mm传递的锤击能量略高，标贯击数略低。通过研究，最终建立了BS与GB标贯设备试验结果的相关关系，英标标贯设备获得的数据从而能更好运用于中国标准中，并提供符合中国利用标贯评价的岩土设计参数。

经典土压力理论只能计算挡土墙位移达到极限状态时的土压力。为了更贴近工程实际，需要发展非极性土压力理论，但以往的研究仅限于砂土。对于黏性土的非极限主动土压力，在已有成果的基础上，从黏性土的应力莫尔圆出发，推导了介于初始状态和极限主动状态之间的中间状态时，黏性土的内摩擦角? 随墙体位移变化的关系公式；同时考虑了墙土接触面上外摩擦角? 和黏聚力cw的影响，根据黏性土应力莫尔圆的几何关系得到了土体黏聚力c与墙体位移的关系；最后应用水平分层法求得了非极限状态时黏性土的主动土压力计算公式。与模型试验数据的对比分析表明，理论计算值和试验实测值基本吻合。研究表明，计算方法对于计算黏性土在非极限状态时的主动土压力具有一定的理论意义，在实际工程中也具有相应的实用价值。

基于Reese建议的砂土p-y曲线，提出了适用于斜桩水平承载特性分析的修正p-y曲线及相应的有限元分析方法。根据桩前土体受力特点，假设桩前浅层土体达到极限破坏状态时桩侧被动破坏区为一个三维楔形体，采用极限平衡分析方法导出了斜桩桩侧极限土抗力表达式，对比研究了斜桩倾角、桩-土界面摩擦系数等因素对极限土抗力的影响规律，并给出了斜桩初始地基反力模量确定方法。在此基础上，修正Reese提出的直桩p-y曲线，提出了砂土地基中斜桩p-y曲线确定方法。利用虚功原理，导出了斜桩水平承载特性分析的有限单元列式，编制相应的分析程序，通过算例验证了方法的合理性和有效性。最后，采用修正的p-y曲线法对一离心机模型试验进行了模拟分析，结果表明，计算与试验结果吻合得很好

以锦屏二级水电站微震监测数据为基础，将矩张量引入到深埋隧洞岩爆机制分析研究中。对分析过程中遇到的2个关键问题提出了针对性的建议：① 隧洞工程为线性工程，传感器布置空间有限，难以形成良性传感器阵列，矩张量分析结果的可靠性受到很大的影响，为此，提出了数值计算过程中的坐标系空间旋转法。该方法按最优路径旋转隧道坐标系，使对于同一个事件的每个传感器，源-传感器射线到新坐标系的3个方向余弦差值在10倍数值范围以内，在数值计算过程中，可以得到较理想的矩张量结果。②针对Ohtsu使用矩张量分解判断岩石破裂类型的方法中，提出的各分量比重计算公式，仅适用于各分量均为受拉的情况。考虑快速掘进条件下隧洞工程受力方向的不确定性，扩展其分量比重计算公式到更一般适用状态。在此基础上，建立了一套完整的岩爆孕育过程矩张量分析方法。利用该方法对锦屏二级水电站典型岩爆微震数据进行分析，结果表明，该方法可以较好地解释岩爆孕育过程岩石破裂演化机制。

路基沉降是一个复杂的系统过程，常用的单点预测模型不能考虑各沉降监测点间的相关性，不足以反映路基整体的变形规律。多变量灰色模型MGM(1, n)是单点GM(1, 1)模型在多元变量条件下的拓展，可以实现对路基中相互影响的多个监测点变形预测模型的建模和预测。针对传统多变量灰色模型背景值取值存在的误差，利用非齐次指数函数拟合模型中各变量的一次累加生成序列重构了背景值计算公式，提出了背景值优化的多变量灰色模型。对路基横断面上3个监测点进行了灰色关联分析，建立了相应的背景值优化的MGM(1,3)模型，采用新陈代谢方法预测路基沉降值。实例计算表明，与传统MGM (1, n)模型以及GM(1, 1)模型相比，背景值优化的多变量灰色模型具有更高的预测精度，显示了该方法进行路基沉降预测的有效性。

以豫西山区柳家凹黄土滑坡为研究对象，采用现场地质勘探和调绘的方法确定了滑坡的形态和性质；利用原位试验和室内试验确定了滑带土的强度衰减的影响因素和影响规律；采用现场监测等技术手段，确定了滑动深度。在此基础上，分析了柳家凹滑坡的活动历史、成因、范围和影响因素。调查和分析表明，柳家凹黄土滑坡的滑动机制可概括为古滑坡因路堑开挖和降雨而局部复活。古滑坡黄土体结构相对松散，抗剪强度较差。当古滑坡前缘土体被开挖后，古滑体失去前缘支挡，在自重应力和地下水共同作用下，古滑坡体前缘沿黄土层与砾石层交接面滑动带滑移破坏。根据古滑坡复活情况分析，柳家凹黄土滑坡为牵引式滑坡，当滑体前缘滑动后，后面的滑体陆续出现滑动，裂缝向纵深方向发展。

在岩体力学和水力学分析中，搞清岩体结构面的分布规律是一项重要的基础工作。当岩体结构面的产状一致，而其他性质不一致时，岩体结构面的力学和水力学性质是不同的，而传统的方法仅根据岩体结构面的产状进行分组，这势必存在缺陷。提出了一种基于变尺度混沌优化算法的多参数结构面数据的优势组划分方法，通过度量结构面之间的相似性建立目标函数，运用变尺度混沌优化算法搜索目标函数的最优解来确定聚类中心，可同时考虑结构面的多个参数，把具有相似性质的结构面归并成组。通过计算机模拟的结构面数据验证了此算法的正确性，最后将此算法应用于实际工程中测量的多参数结构面数据的优势组划分，得到了清晰可靠的分组结果。

针对西江特大桥广州岸岩锚锚碇系统的承载稳定性问题，采用工程地质勘察、室内及现场原位岩石力学特性试验、钻孔摄像及声波测试等手段，获取承载边坡的岩体地质力学特性，并建立边坡地质力学模型，同时进行现场拉锚试验验证预应力锚索设计的可靠性。采用三维数值模拟方法研究锚碇系统在施加预应力和承担外荷载两种情况下，边坡岩体的稳定性和锚碇群锚中不同位置的预应力锚索锚固力的分布特征。研究表明，在桥梁施工荷载的拉拔作用下，广州岸锚碇边坡整体稳定，坡表变形为毫米级；锚索锚固力呈不均匀分布形态，主要集中在锚固段前2 m范围内，最大值出现在锚固段端头；锚碇群锚的锚固力应力集中程度由大到小依次是角锚、边锚、中间锚。超载试验表明，整个锚碇系统的极限抗拔力不小于8倍设计荷载。锚索现场监测数值显示，锚碇承载期间锚索索力基本稳定，中间锚的索力小于角锚。研究方法及成果可供类似的桥梁及抗倾拔工程中的岩锚锚碇设计及安全评价借鉴。

基于等长桩路堤桩土拱效应的Hewlett分析方法，提出均布荷载作用下长短桩组合路堤桩的三维复合拱土拱效应分析方法。采用有限元法形象描绘土拱效应形成的应力集中形态随长桩与短桩的桩长比不同时的变化，基于此提出三维复合拱的基本理论框架。引入土拱效应系数来表征土拱的强度状态，建立桩帽顶部平面的应力平衡微分方程，结合边界条件及土拱效应系数之间的关系计算长桩和短桩的桩-土应力比；当加筋体存在时，分区域对加筋体进行变形假设，建立考虑加筋体拉力的桩帽顶部应力平衡微分方程。与离心模型试验和现场实测结果及有限元方法的模拟结果进行比较，验证了此方法的合理性，进一步开展参数分析对主要影响因素进行等级评价。分析表明，加筋体的存在明显增大桩-土应力比，尤其当桩帽覆盖率比较小时效果更为明显。

将围岩的塑性应变软化特性引入到考虑应力释放的圆形隧道黏弹塑性解中，并且在围岩的软化和残余强度阶段考虑围岩的塑性体积膨胀特性，提出了考虑塑性软化以及塑性体积膨胀和围岩应力释放的圆形隧道弹塑性解。当软化系数k = ∞、膨胀系数h = s时，该解转化为黏弹-脆塑性解；当k = 0、h = s时，则转化为黏弹-理想塑性解，进一步令h = s = 1，则转化为不考虑塑性体积膨胀的黏弹-理想塑性解。通过具体实例计算，分析了掌子面与研究断面间距x、围岩的软化系数k、膨胀系数h和s、支护结构等对围岩塑性区、破碎区半径和变形的影响。当开挖面与研究断面间距x在(0~4)D（D为隧道直径）范围内，随着时间增加塑性圈和破碎区迅速增大；超过4D，塑性区和破碎区半径增量逐渐变小，趋于稳定值；围岩中包含塑性区和破碎区时，二者半径的比值只取决于围岩的性质，与支护结构无关，但支护结构可以限制塑性区及破碎区的范围；考虑应变软化和塑性体积膨胀时，围岩径向位移和塑性区及破碎区半径均大于不考虑应变软化和塑性体积膨胀时的结果；软化系数k增大，围岩位移、塑性区和破碎区半径增加、塑性区半径和破碎区半径之间的比值变小。得到的结果对于隧道工程设计和施工具有一定的指导性和参考价值。

帷幕体的修建是为了对坝基进行加固和防渗，但在蓄水条件下，坝基帷幕体遭受长期的高压渗流、溶蚀等作用，坝基帷幕防渗作用衰减以致失效，从而引起坝基渗流量增加和扬压力增高。依据地球化学热力学的基本理论，通过分析坝基地下水微观动态，定量化解析幕后地下水溶液与某种矿物之间的反应状态，采用了基于化学热力学模型的FORTRAN程序，从一个侧面来反映坝基帷幕体防渗效果及其耐久性。结合某工程实例，建立2001－2010年的时间序列模型，计算出的方解石饱和指数由2.03变为0.26，揭示出某坝10坝段处坝基帷幕体的防渗性能及其耐久性发生了衰减，且具有阶段性变化的特点，2001－2004年间与2006－2008年间坝基地下水的微观动态处于相对稳定的时期（缓变）；2005年间与2009－2010年间处于突变时期（陡变）。揭示出该坝段坝基帷幕体的防渗性能出现了局部的衰减，其结果与地下水宏观动态反映出的规律较一致，证明该方法在一个侧面能够反映出帷幕体的防渗性能和耐久性的变化特征。

分别采用有限元强度折减法、简单条分法以及Spencer法对108组不同条件的高桩码头岸坡进行了整体稳定性分析，比较了上述3种方法计算结果的差异性与关联性，并依据有限元强度折减法系统地研究了不同岸坡滑弧模式发生的土体强度条件，分析了岸坡特征点的侧向位移随安全系数的变化关系。结果表明，有限元强度折减法与简单条分法在安全系数的定义形式上是一致的，但计算结果一般存在-1%～8%的差异；当坡体下方或后方的土体与坡体的强度指标之比小于某临界值（一般在1～2之间）时，滑弧将向深处或者码头后方扩展；而当岸坡的整体稳定安全系数接近工程规范所规定的安全阈值时，坡顶点的侧向位移一般会出现突变。最后，通过对某工程岸坡实例加固效果的分析，验证了结论的合理性和有效性。

软土地层中盾构法隧道施工对周围环境影响的控制是施工中最为关心问题。依托上海迎宾三路?14.27 m土压平衡盾构隧道工程，通过在试验段布设监测断面、调整施工参数，研究超大直径土压平衡盾构施工诱发的地表沉降分布和发展规律。通过分析发现，超大直径土压平衡盾构施工中土舱压力和同步注浆参数的设定决定了地表沉降的发展规律，其中同步注浆的参数设定对于控制地表沉降起关键作用。同步注浆填充效果不佳会导致盾尾上方较大范围内地表沉降发展明显，距离盾尾越近，沉降速率越大，而填充效果较好时，地表沉降可以得到有效控制，Peck公式比较适于盾尾间隙填充效果不佳的情况。另外，监测数据揭示，盾构停推过程中超孔隙水压力逐渐消散，地表沉降持续发展，距离盾尾越近的位置地表沉降发展速率越大。

将非线性统一强度理论应用于土石坝边坡稳定分析中，考虑坝体各应力分量包括中间主应力对土质材料强度的影响，以区别于传统土石坝稳定分析中仅考虑剪切和拉伸极限强度的极限平衡法。提出了一个土石坝边坡稳定优化分析模型，并采用最优化遗传算法对土石坝边坡进行断裂面优化搜索。研究表明，统一强度理论中反映中间主应力效应系数值变化对坝体稳定安全系数有显著影响。利用遗传算法对土石坝边坡稳定进行分析时，不必事先假定滑裂面的形状，根据土石坝非线性统一强度理论的剪裂破坏准则进行滑裂面搜索。针对常规最优化方法容易陷入局部最优解的缺陷，基于MATLAB遗传算法工具箱对土石坝边坡稳定性进行分析，分析结果表明，统一强度理论结合遗传算法能克服常规最优化方法在寻优过程中一些缺陷，计算结果更自然合理。

以雅砻江卡拉水电站为例，针对滑坡群风险在水电工程坝址比选时的量化评价问题，在考虑滑坡体危险性分析和易损性分析的基础上，引入滑坡体工程影响系数、重要性系数、距离模数、滑坡体状况系数4个指标参数，综合考虑滑坡体客观情况与人类活动的影响，建立以年期望损失为指标的水电工程滑坡风险评价体系。在以坝址安全风险指标、堵江引起发电量损失指标与清淤损失指标和涌浪破坏损失指标为标准的综合评价方法中，运用安全与经济相平衡原则，得出基于滑坡风险评价的坝址比选结果。经实例计算，采用改进后的评价方法可得同一量纲下的计算分析比常规方法更具可比性，综合考虑可为坝址比选提供依据。

高心墙土石坝的安全性评价问题涉及到土坝的变形与渗流规律及相关力学参数的确定，是当前土力学研究的热点与难点之一。由于土石坝受施工过程中施工工艺、施工方法和施工质量以及运行期运行环境和管理方法的影响，土石坝坝料的实际力学参数与原设计参数有一定的差别。为获得西安黑河黏土心墙土石坝大坝填料实际的力学参数，利用大坝的应力、变形与渗流观测资料，通过深入分析大坝变形机制和渗流特征，建立了黑河黏土心墙土石坝变形与荷载之间的对应关系，提出了基于准饱和土固结理论的心墙土石坝分期位移反分析的思路与方法，实现了心墙土石坝施工期、运行期全过程反演。结果表明该方法可反演得到心墙土石坝填筑材料的主要参数（邓肯-张模型）、心墙渗透系数及湿化变形参数。反演思路与方法对同类工程设计与反分析具有参考意义。

微差爆破可以创造出与天然地震相类似的振动环境。为了更好地对爆破模拟天然地震进行研究和评价，在LS-DYNA软件框架内，建立了适合于爆炸荷载作用下土体动力分析的实用模型，对原位土体场地爆破地震动试验进行了全尺寸数值模拟，并将模拟结果与现场实测数据进行比较分析，验证数值计算的准确性。计算结果表明，模拟得到的场地质点加速度-时程与实测数据比较吻合，因此，可以预先利用数值手段为试验方案设计提供指导；同时，数值模拟还总结了现场试验中未得到的场地压力变化规律和振动规律，分析了爆破地震动与天然地震的异同，丰富了爆破地震动的研究，表明利用爆破手段能够近似地模拟天然地震，为微差爆破模拟天然地震的研究工作提供了经济、简便而实用的方法。

施工过程对地下工程岩土力学性质具有重要影响。以国内首个在建的大型地下水封石油储库为背景，运用流-固耦合理论，研究了不同排水条件下大型地下水封石油洞库的施工过程力学特征。研究表明排水条件和开挖顺序对洞库渗流场和稳定性具有重要影响。排水条件下洞库围岩孔隙水压力小于不排水条件下，而同在排水条件下不同开挖顺序洞库孔隙水压力时空分布和涌水量也不相同。排水条件下洞壁围岩松动区范围远小于不排水条件下范围，但两种条件下应力场时空分布规律均与开挖顺序密切相关。排水条件下洞库围岩水平收敛小于拱顶沉降，而不排水条件下洞库围岩水平收敛大于拱顶沉降。在相同排水条件下围岩变形与开挖顺序有关。研究成果不但可以为大型地下水封石油洞库建设提供依据，还可丰富施工过程力学理论内涵。

基于颗粒流理论，采用PFC2D程序，模拟再现不同型号开口管桩在沉桩过程中土塞的形成演化规律、土颗粒细观结构变化以及桩周土应力场分布情况，并通过分析土体细观变化模式揭示沉桩过程中宏观力学响应的内在机制。计算结果表明，管桩直径对土塞效应影响很大，外径为30 mm的开口管桩，沉桩过程中土塞增量填充率（IFR）值较小，土塞效应明显，土塞高度小，类似闭口桩；随着管桩直径的增大，土塞效应迅速减小，大直径管桩在砂土中沉桩全部闭塞的可能性很小。细观因素（孔隙率和滑动比例）与土体宏观位移表现之间存在着明显的相互对应关系，并依此将桩周土划分3个区域。桩周土体水平应力、竖向应力和剪应力都在桩底附近形成“应力核”，不同型号管桩桩周土应力场分布相近。