岩土材料的导热系数是岩土工程温度场分析及建筑热工计算中的重要参数。研究旨在建立一个基于归一化导热系数概念和以土的干燥和饱和状态导热系数为基准的非饱和土导热系数的通用预估模型。通过对文献中328组实测数据的分析发现，将同类土在不同密实度条件下的各种导热系数-含水率曲线簇进行归一化处理后，可以得到惟一的归一化导热系数kr与饱和度Sr（归一化含水率）关系，1/kr与1/Sr呈相关性较好的线性关系，而每支1/kr-1/Sr直线均通过坐标（1，1）点的斜率由土质类型决定。据此提出了一个集成土质类型、密实度（孔隙率）和含水率（饱和度）等因素综合影响的融土和冻土导热系数通用预估模型，并给出了导热系数预估模型中土质参数的取值范围，以及融土和冻土处于完全干燥状态和饱和状态的确定方法。对预估模型进行验证结果表明，所提出的非饱和土导热系数预估模型具有较好准确性。

土石混合料作为一种特殊的岩土介质越来越受到国内外众多研究者的重视。基于3维颗粒离散元PFC3D，建立了土石混合料直剪试验模型，进行了不同含石量、不同岩性的土石混合料直剪试验模拟研究。颗粒离散元模拟结果表明，土石混合料的石料岩性和含石量在很大程度上控制了土石混合料的抗剪强度特性。硬岩混合料的摩擦角普遍比软岩混合料大6°～ 7°，含石量为60%～80%时达到最大。土石混合料的剪切面不再是一个平面，其起伏度随含石量增加而增大。剪切过程中软岩混合料在低正应力下表现为剪胀，高正应力下表现为剪缩，并产生软化现象，硬岩混合料表现为剪胀和塑性；软岩土石混合料剪切过程中能量以应变能和动能为主，而硬岩土石混合料的能量以摩擦能和动能为主。

将矿区破坏土地、评价指标、指标现状结合为一体，利用可拓集理论，通过关联函数，给出了各评价指标影响矿区土地破坏程度的量化描述，进而确定了所选矿区土地的破坏程度，并结合Arcmap软件精确确定了不同破坏程度土地的面积；采用了集值统计的方法确定了物元特征权重，从而提高了评价的精确性；科学地确定了评价单元划分要求，使得评价结果更能指导实际工作，评价结果能够为矿区破坏土地的合理利用提供有利的依据，同时也证明了可拓理论在矿区土地破坏程度评价中的应用是可行的。

基于完全不排水试验的已有研究结果表明，只有在饱和松砂中才可能发生流滑现象，较密实的饱和剪胀性砂土在初始液化后的不排水循环或单调剪切作用条件下，则会呈现出所谓往返活动性或抗剪强度恢复现象。然而，实际土工抗震边值问题中的饱和砂土在许多情况下并不能够被视为处于完全不排水条件，可能由于土性和变形等因素的不同而处于剪切排水甚至剪切吸水条件。通过对饱和砂土液化后常剪切吸水率试验结果的分析指出，剪切吸水条件可能导致剪胀性砂土的抗剪能力显著降低、甚至发生流滑现象。基于可逆性与不可逆性剪切体应变的概念以及3种体应变分量变化的特性规律，推导出剪切吸水条件下的体变约束条件。不同排水条件下的体变约束条件决定了剪胀性砂土应力-应变响应的不同变化，当满足自由吸水剪切条件时饱和砂土会出现具有流动特征的大变形；当满足强制吸水剪切条件时会发生具有非稳定特征的流滑现象。

利用河海大学岩土所自行研制开发的大型试验模型槽进行PCC桩水平承载足尺试验，实测得到了水平荷载作用下桩身弯矩分布。利用三维弹塑性有限元方法，研究了PCC单桩与等截面实心圆桩、PCC桩复合地基与等截面实心圆桩复合地基在水平荷载作用下的工作性状，对其桩身弯矩和水平位移的分布规律进行了比较，分析了竖向荷载、褥垫层厚度、基础埋深和置换率对PCC桩复合地基桩身性状的影响。研究表明，PCC桩复合地基在水平荷载作用下，随着竖向荷载、褥垫层厚度、基础埋深和置换率的增加，其桩身弯矩和水平位移随之减小。因此，在PCC桩复合地基设计时可以通过适度调整这些影响参数来减小水平荷载作用下的桩身弯矩和水平位移，确保桩身的安全。

泥页岩水化过程中黏土矿物起着主要的作用，但目前还缺少相关的定量描述研究。为此，利用SEM、X-粉晶衍射技术，对采自不同地区的泥岩和板岩在干燥状态、不同浸泡时间后的微观结构和含量进行分析及研究，分析黏土矿物的组构随浸泡时间的变化过程，并定量地分析其对水化过程的影响规律，研究泥页岩的软化过程。研究认为，（1）泥页岩、板岩中影响水化过程的内在因素是蒙脱石、高岭石、绿泥石和伊利石等黏土矿物的含量；（2）黏土矿物定向排列时水化作用效果较无序排列时的明显；（3）泥页岩的水化作用是一个渐进的过程，即在水化过程中流体介质首先使表面的黏土矿物软化，产生掉块；随着时间延长，流体沿裂缝、层理面向岩石内部渗透，黏土土矿物发生膨胀；无围岩限制作用时坍塌掉块持续发生；（4）泥浆中加入一定的无机盐有助于抑制水化过程的发生；压力增加将抑制水化过程的产生；温度升高则能促进泥页岩的水化过程。

基于光纤布拉格光栅（FBG）传感系统，提出了适用于土石坝心墙集中渗漏监测的热脉冲法。采用由传感加热单元、稳压电源、调压器、光纤光栅解调仪组成的监测系统进行了集中渗漏监测的模型试验。首先进行了骨料干燥和湿润条件下的试验，试验结果表明，采用温升作为判别指标难于对渗漏状态作出准确判断，为此定义了2个无量纲的判别指标? 和 ? 。采用两种渗漏流量进行了试验，并分别采用? 和 ? 进行了渗漏状态的识别，结果表明2个判别指标均能进行渗漏的准确定位，且能定性反映渗漏强度的大小，采用? 作为判别指标的识别效果优于?。

亚临界裂纹扩展是岩体工程时间相依性的主要原因之一。采用常位移松弛法，对饱水和干燥两种状态下的大理岩、花岗岩双扭试件进行了亚临界裂纹扩展试验研究，获得了两种岩石在两种状态下的亚临界裂纹扩展速率V与应力强度因子 的关系，分析了两种岩石在两种状态下亚临界裂纹扩展的规律，并确定了两种岩石在两种状态下的门槛值（干燥状态）：大理岩 为1.365，花岗岩 为2.305；（饱水状态）：大理岩 为1.118，花岗岩 为1.490。研究表明，两种岩石的 与 关系有较好的线性规律, 但由于岩石本身矿物成分等的不均匀性，同种岩石的 与 关系离散性较大，饱水状态下离散性更大；水能加速岩石亚临界裂纹的扩展，且对不同的岩石，其影响程度也不一样；水可以使岩石亚临界裂纹扩展的门槛值有较大幅度降低，不同岩石其降低的程度也不一样。

采用国际岩石力学学会岩石断裂韧度建议测试方法(ISRM)[1]提出的V形切槽巴西圆盘试样(CCNBD)，测试了一种泥质砂岩的I型断裂韧度值，给出了一套试样切割制备方案，从试验现象角度分析了该泥质砂岩的断裂力学特性，讨论了该试样类型的有效尺寸和断裂机制，并指出了该方法的特点和优劣性，得出如下结论：（1）该类岩石试样测得的I型断裂韧度值对CCNBD试样直径尺寸变化具有较大的敏感性，并且直径大于ISRM建议方法中最小有效直径（75 mm）的试样测试结果更为稳定；（2）CCNBD试样断裂机制表现为以拉张应力（间接拉伸）作用为主，兼有一定的韧带面内剪切作用的应力状态下I型裂纹扩展模式；（3）V形切槽巴西圆盘方法具有试样加工工艺简单、能承受较大临界载荷、测试的I型断裂韧度值较稳定等优点，但其没有考虑断裂过程区(FPZ)的非线性问题，建议对该方法进行非线性修正图解方案研究，以达到更准确测定岩石断裂韧度的目的。

渗透率是地下工程的流-固耦合分析中的一个关键因素。对多孔红砂岩进行了三轴压缩试验，在不同变形阶段实施了轴向应力循环加卸载，并在试验全过程中测量轴向渗透率，得到了试样破坏全过程的渗透率演化规律。从平均应力和循环加卸载对渗透率的影响等两方面进行了深入分析，结果表明，（1）随着轴向变形的增加，初始压密阶段和弹性变形试样渗透率均匀减小；进入塑性变形阶段，渗透率与轴向变形的曲线逐渐趋于水平，低围压条件下渗透率略有增加。（2）轴向加载使骨架颗粒被压缩，引起孔隙减小，造成渗透率减小；采用经验公式定量描述了渗透率和平均应力之间的关系。（3）轴向应力循环加卸载过程中，骨架颗粒的不可恢复变形引起渗透率产生不可恢复现象。（4）峰值后渗透率只发生少许突跳，说明对于多孔砂岩，孔隙和裂隙对渗透率的影响相当，且渗透率的突跳程度随着围压的升高而降低。

针对按照传统水泥土挡墙稳定性分析方法来计算MC桩组合支护结构稳定性的不足，根据极限平衡理论，结合MC桩组合支护结构的特点，建立了新的抗倾覆稳定性计算方法，分析了不同因素对组合支护结构抗倾覆稳定性的影响。结果表明，C桩宜布置在组合支护结构前侧，转动点位置宜选取在C桩桩端以上，并可适当增加M桩的长度、宽度以及C桩长度来提高稳定性。最后，运用分析的结果和实际工程经验，建议了MC桩组合支护结构的设计参数。

从非饱和土抗剪强度理论出发，应用极限平衡法和以有限元应力计算为基础的极限平衡法，分别对库水位骤降时的坝坡稳定进行了计算。分析中采用非饱和-非稳定渗流理论，模拟了孔隙水压力的消散过程，并考虑基质吸力对土体抗剪强度的影响，将每个渗流分析结果调入稳定分析模块计算其稳定性。最后将两类极限平衡法稳定分析结果进行了比较，结果表明，库水位的骤降，易引起坝坡的滑动，随着超静孔隙水压力的消散，坝坡稳定性逐渐提高；随着孔压消散，基质吸力对抗剪强度的贡献增大。

采用一种新型的地基处理方式——变径水泥土搅拌桩，处理了浙江省湖州地区深达20多米的深厚软土地基，通过对载荷试验和桩身应力实测资料的分析，研究了深长变径搅拌桩的承载特性和荷载传递机制。研究表明，受到桩身强度的限制，荷载沿桩身传递限定在一定范围内；由于桩径的变化，桩身应力在变截面处出现了应力集中现象；桩身轴力沿深度逐渐衰减，且在变径位置以上桩体衰减速率较下部快；最大侧摩阻力发生在桩顶附近，在变径处附近由于扩大头端承作用而锐减，但变径位置以下一定深度范围内的桩侧摩阻力得到提高；扩大头端承力随桩顶荷载的增加而逐渐变大，但占总荷载的比例不大，桩侧摩阻力仍提供了大部分的承载力，因此变径水泥土搅拌桩属于有支点端承力的摩擦桩。结合3种不同单桩破坏模式，提出了深长变径搅拌桩的单桩极限承载力计算公式，经过试算发现与现场试验结果相差在10%以内，计算结果可靠，可推广应用于实际工程中。

为掌握垫层结构性能对基底压力和垫层筋带拉力的影响，设计了3种不同垫层结构的软土地基路堤离心模型试验，测试了在路堤荷载作用下的基底压力和垫层筋带拉力等数据。试验数据及分析表明，（1）随垫层结构性增强，路堤中心处的基底压力逐渐减小，路基面范围的基底压力分布由“中大边小”的凸型曲线逐渐变为“中小边大”的凹型曲线；（2）随垫层结构性的降低垫层筋带拉力减小，路堤土体也由静止稳定状态变为主动极限状态；（3）随路堤荷载增加，地基土体状态由弹性进入弹塑性直至塑性屈服，垫层筋带拉力的分布也逐渐由双峰的马鞍型向单峰的抛物线型转变。

灰土的浸水强度和残余强度在续建工程、改建工程及工程事故分析中经常遇到，故对其进行研究有着重要的工程应用价值。笔者对40余件2：8灰土（兰州黄土与石灰配制）试样进行静三轴试验，探讨其残余强度和浸水条件下强度的变化规律。试验结果发现，灰土的残余强度? R与其围压? 3呈线性关系：? R =A? 3+B。其规律类似于岩石，原因是由于残余强度阶段灰土碎裂成块，破裂面上的摩擦作用类似于岩石碎裂时的作用；灰土首次浸水后强度有所下降，但随着浸水次数的增加其强度有所回升，最后稳定于一个不高于其原始强度的值；另外还观察到，灰土不可简单地判断为一种脆断性的材料，其脆断性受围压和含水率等因素的制约，围压越大，脆性越不明显，当含水率降低到某一值时灰土表现为脆断性。

为从根本上解决常规钢衬钢筋混凝土压力管道因运行期的裂缝过宽而带来的结构耐久性问题，采取将常规混凝土改性为高性能的钢纤维混凝土或钢纤维自应力混凝土的方法。以某水电站全背坝面管为原型，以1：10缩尺制作了钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道模型和钢衬钢筋钢纤维自应力混凝土压力管道模型。试验结果表明，改性为钢纤维混凝土的压力管道表现出很好的限裂能力，其初裂荷载有一定的提高，管道裂缝宽度显著下降；改性为钢纤维自应力混凝土的压力管道表现出很好的抗裂能力，管道的初裂荷载有了大幅度的提高，钢材的性能也得到了较充分的利用。模型试验的结果显示了改性钢衬钢筋混凝土压力管道良好的应用前景。

采用空心圆柱扭剪仪对主应力轴方向固定不变定向不排水剪切应力路径下杭州原状软黏土破坏标准进行试验研究，重点探讨了中主应力参数b、大主应力方向角?及孔压积累对剪切过程中黏土抗剪强度的影响，并提出原状软黏土剪切破坏的标准。试验结果表明，中主应力参数的变化没有对应力应变变化模式和试验应力路径产生影响，随着中主应力参数的增大，黏土抗剪强度的变化并没有呈现出一定的规律性；大主应力方向角对原状软黏土强度的影响反映出原生各向异性对黏土抗剪强度的控制作用；黏土样在剪切后期会产生显著的孔压积累，影响了黏土强度的发挥。考虑中主应力参数等影响因素，通过分析广义剪应力-应变曲线的变化情况，取广义剪应力qJ的峰值作为原状软黏土的剪切破坏标准。

采用新型真三轴仪器，对掺砾黏土进行了复杂应力条件下加载试验，近似模拟了土石坝填筑期心墙土体单元的加荷过程。试验结果表明，由于土体单元处于复杂应力状态，即使是单向加载这样的简单加荷应力路径，在不同应力方向上的应力和变形也都呈现显著的应力各向异性。土石坝应力变形分析中坝体单元处于三向应力条件下，由于加载引起的应力各向异性对心墙乃至整个坝体的应力变形规律都有较大影响，合理的本构模型应该能够反映并描述这种复杂应力状态下的应力各向异性。

应用DRS-1型高压直剪仪，进行了16组法向应力水平、5种剪切速率条件下福建标准砂的抗剪强度试验，试验结果表明，高应力下砂土的抗剪强度受法向应力和剪切速率的共同影响。法向应力和剪切速率通过影响颗粒破碎和颗粒重排列程度等试样的细观参数，决定了砂土宏观上抗剪强度的发挥。当法向应力较小时，砂土抗剪强度与剪切速率基本无关；但是当法向应力较大时，较快剪切速率条件下的砂土抗剪强度变小，且其摩尔强度包线出现了“下弯-上扬”循环波动，因此不可以忽略剪切速率对砂土抗剪强度的影响。

运用ADINA有限元分析软件，计算分析了3种不同充填高度时的低标号充填体对采矿环境结构稳定性的作用机制。结果显示，分层内随着充填高度增加，结构稳定性具有如下规律：（1）人工顶柱拉应力最大值逐步降低，受力状况逐步得到改善；（2）人工矿柱拉应力首先转化为压应力，然后逐步增大，承载能力逐步得到提高，但达到某一充填高度后，人工矿柱的承载能力增长缓慢，继续充填对提高矿柱承载能力意义不大；（3）人工底柱由受矿柱的挤压作用转变为受充填体的重力作用，拉应力最大值呈现先降低后上升变化规律。综合考虑经济、安全等因素，低标号充填体存在一个最合理的充填高度（2.8 m）。研究结果为采矿环境结构安全施工提供了科学依据。

在传统水泥固化处理方法的基础上，提出用水泥-磷石膏双掺固化处理高含水率疏浚淤泥的方法，以期达到以废治废，将废弃高含水率疏浚淤泥经济合理转化为良质土资源的目的。系列室内试验的结果表明，磷石膏对疏浚淤泥固化土的增强效果显著，并存在一最佳掺量，最佳掺量随淤泥初始含水率增大而增大，水泥-磷石膏双掺固化土的应力-应变曲线表明，其破坏应变一般在2%～3%左右，变形系数E50与抗压强度近似呈线性递增关系。

堆场淤泥的沉积、固结过程直接影响到后续淤泥的处理方法和经济成本。通过在南水北调东线白马湖现场使用绞吸式挖泥船疏挖白马湖底泥，吹淤进入堆场，研究了堆场内淤泥含水率随时间、沿程和堆场深度上的变化规律。结果表明，堆场内疏浚淤泥含水率随时间逐渐降低，随沿程逐渐升高，130 d后吹淤口处含水率降低到20%～50%之间；160 d后，距离吹淤口100 m距离吹淤口200 m处和处含水率维持在100%～150%和100%～170%之间；随深度逐渐降低，到40 cm深时，含水率降低减缓，维持在140%左右；疏浚泥中黏粒含量随着距离吹淤口距离的增大而增多，随着深度的加深而减小，疏浚泥的渗透系数随着距离吹淤口距离的增大而减小，随深度的加深而增大。

研究水玻璃-碳酸钙注浆材料随着碳酸钙加入量的变化胶凝时间的变化规律发现，随着碳酸钙加入量的减少，溶胶胶凝时间随之增加，但并非均匀增加，当碳酸钙的量减少到一定量时，溶胶的胶凝时间会有一个突增点，溶液对碳酸钙的加入量非常敏感，凝胶时间不易准确控制。这是因为碳酸钙在整个反应体系中充当碱性反应剂，与溶液体系中的H+反应，降低了硫酸的浓度，提高了溶胶的pH值，从而改变了溶胶的胶凝时间。选择胶凝时间适宜的胶体测定其本身的强度以及对应的固砂体强度，得出两种强度的变化规律：在硫酸用量一定的条件下，一般随碳酸钙的增加，纯胶体强度会相应增加，但加入到一定量后，其强度不再增加。而固砂体强度随碳酸钙的变化并不明显。选择较优配比浆液作为新型注浆材料，并根据浆液的性能，建议相应的注浆工艺。为后续工程应用作了较好的铺垫。

为得到层状岩体在真三轴压缩情况下的强度变形特征，利用数值分析方法建立计算模型，得到不同结构面倾角? 下试样的应力和变形响应，结果表明，(1) 加载初期，结构面倾角? = 0°和? = 90°试样对应的初始弹性模量最大；随着试样变形的增大，对应的弹性模量以? = 90°、60°、0°的顺序逐渐减小；? = 90°和? = 0°试样发生破坏的脆性特征比较明显；(2) 随着围压? 3 = σ2的增大，压缩强度? 1不断增大；围压对强度极值发生的位置影响不大；(3) 最小主应力与结构面走向平行情况下，随着中间主应力? 2的增大，试样压缩强度呈现先增大后减小的趋势；随着最小主应力? 3的增大，? 1逐渐增大；当? 3较小时，二者符合线性关系；随着? 3的增大，二者的关系逐渐呈现非线性特征；并且结构面滑移破坏型试样的非线性特征更加明显；(4) 最小主应力与结构面走向垂直的情况下层状岩体的压缩强度与中间主应力和最小主应力的关系均呈现显著的线性特征。

为使多层地基土中深基坑支护设计考虑支护结构-土的非线性共同作用，提出由集中力弹簧模型建立支护桩与土相互作用的p-y曲线，进而根据一般弹性地基梁的挠曲微分方程，并考虑桩与锚杆的变形协调，推导出考虑非线性共同作用的预应力锚杆支护桩的挠曲微分方程，应用有限差分法计算预应力锚杆支护桩的位移和内力。实例计算表明，计算结果能更好地满足工程实际的要求。

弯曲破坏是地震中桩基失效的一类常见模式，其破坏的一个重要原因就是桩体的抗弯刚度不足。对于一定长度的桩体，桩的抗弯刚度与桩的长径比直接相关，但桩基规范中对摩擦桩的长径比并没有像端承桩那样作出限制。在构建的结构性饱和黄土动力本构模型的基础上，针对黄土地区的单桩基础，结合大型有限元程序建立了摩擦桩-土-结构体系、端承桩-土-结构体系的有限元-无限元模型，探讨了不同桩体长径比对两者动力反应特性的影响，得出如下规律：(1) 其他条件相同时，不管是端承桩还是摩擦桩，长径比对桩身截面剪应力和水平加速度的分布形态没有影响。但随着长径比的增大，桩身各截面对应的的剪应力值减小，而加速度值反而增大；(2) 随着长径比的增大，桩身变形形态从正弯型逐渐过渡到反弯型，桩体的破坏模式也相应由剪切破坏过渡到弯曲破坏；(3) 端承桩体系比摩擦桩体系更容易出现反弯型，但当长径比增大到一定程度时，摩擦桩也会呈现反弯型。从抗震角度来说，对摩擦桩长径比的限制应以桩体变形模式表现为正弯型为宜。所得结论对工程实践具有一定的指导意义。

通过室内离心模型试验模拟双孔盾构隧道近接施工，研究了衬砌结构横向内力的量值、分布规律以及随盾构推进距离和两隧道相对位置的变化规律。结果表明，衬砌结构拱顶和拱底内侧受拉，左右拱腰外侧受拉，拱底出现最大弯矩；整个结构均受压，拱顶和拱底处轴力较小，左右拱腰轴力较大；既有隧道施工完成后，结构内力基本呈对称分布，且随着新建隧道的施工，两隧道结构内力将随其相对位置的变化而变化；新建隧道施工对既有隧道结构内力影响明显，设计施工时应采取相应的加强措施。

与水平内支撑比较，排桩斜撑支护体系用于深大基坑开挖时具有诸多优越性。但关于斜撑拆除的研究相对滞后，使该支撑形式的利用受到一定的限制。内支撑的拆除多采用“先撑后拆”方案，文中从排桩斜撑支护体系的协同变形理论出发，提出了分区分段“先拆后撑”的思路；利用最小势能解，推导了该类支护体系在分段拆撑过程中，拆撑区段长度的计算方法；并结合具体工程实例，对该计算理论和结果加以验证。通过研究，冠梁弯矩、排桩弯矩和位移是决定分段长度的主要因素，并提出了该类支护体系的全过程优化设计的概念，可为今后该类支护体系的拆撑设计和施工提供依据和借鉴。

锦屏一级高拱坝复杂的坝址地质条件使基础加固处理工程巨大，主要包括左岸混凝土垫座置换、左岸传力硐、左岸f5、f8、煌斑岩脉混凝土网格置换，右岸f13、f14断层混凝土网格置换。采用非线性有限元分析方法，对坝基加固后锦屏一级水电站坝体在多种工况下的的应力、变形特性进行了计算分析，给出了坝体蓄水期的应力、位移分布及超载、降强对位移的影响结果，并与无垫座方案的相关数据进行对比，表明加固后坝体蓄水期总体变形规律明显改善，坝踵拉应力减小，坝体与坝基安全储备能力提高，满足设计要求；在应力、变形方面肯定了大规模加固措施的必要性。

对深圳岭澳三期核电工程选址区域内的强风化角岩的直剪试验研究表明，强风化角岩的剪切变形存在一定的延性且呈塑性破坏，其岩体剪切强度随含水率的增长呈负指数下降趋势，水对岩体强度指标c、?具有一定的弱化作用；强风化角岩在饱水条件下只发生剪缩现象，而天然条件下先剪缩后剪胀。引入剪切刚度研究直剪试验的变形特性并考虑水对这一变形指标的影响，研究认为，强风化角岩的剪切刚度随法向应力的增加而增加，且随含水率的增加而降低，低法向应力条件下对水的作用尤其敏感，同时分析了剪切刚度的变化对边坡岩体剪切位移的影响，其结果对边坡的稳定性分析及坡体位移变化的预测具有一定的指导作用。

岩体力学参数具有随机性和不确定性，合理确定岩体力学参数是岩土工程稳定性分析的基础和关键。以某水电站前期研究的110个钻孔弹模测试数据为研究样本，对其进行了统计特征分析，确定变形模量的概率分布特征更符合Weibull分布。以钻孔弹模仪承压板尺寸为岩体变形模量研究的样本尺度，岩体由该尺度的岩样叠加而成，建立了不同尺寸的立方体岩体数值分析模型，按照Weibull分布随机给出各岩样的变形模量，在此基础上对不同尺寸的岩体分别进行5 000次单轴压缩试验的数值模拟，得到了不同尺度岩体等效变形模量的变化特征，确定了岩体等效变形模量的REV。基于现场实测岩体变形模量与概率统计理论相结合研究岩体变形模量是一个新的尝试，可为该水电站工程岩体力学参数的合理取值提供依据。

基于西安地裂缝成因、基本特征和未来活动趋势分析，通过几何缩比为1：5的地裂缝活动模型试验和地裂缝活动对盾构隧道影响的数值模拟计算，研究了西安地铁2号线隧道正交穿越地裂缝带的设防参数。通过分析地裂缝年平均活动速率和历史最大活动量，确定了与地铁2号线相交的各条地裂缝的最大垂直位移量的预测值和设计建议值。模型试验和数值模拟结果表明，正交条件下地铁隧道在地裂缝活动地段的设防宽度为60 m，即上盘为35 m，下盘为25 m；沿隧道纵向地裂缝两侧地层变形规律呈现台阶状突变变形，隧道纵向设计可将上盘视为整体下降来考虑；地铁隧道穿越地裂缝带必须分段设缝以适应地裂缝的变形，其分段长度在地裂缝主影响区按10 m进行设防，在一般影响区可按10～15 m进行分段设防。研究结果可为地铁隧道穿越地裂缝带的结构设计提供参考。

坝基帷幕体的防渗性能及其时效可由传感器采集到的地下水宏观动态反映出来，而在异类多个传感器数据融合的过程中，常常出现各个评价指标不一致的现象。为消除这种现象，采用Bayes融合方法，首先验证各个传感器的可靠程度，确立正确的关系矩阵，然后将各传感器的可靠程度模糊化，进而给出各传感器的综合支持程度指标，最后给出融合结果。将其应用于某坝13坝段帷幕体防渗效果分析，结果较为符合规律。经分析知，2003－2008年间帷幕体防渗效果呈现了阶段性衰减，其中2005年和2008年为该坝段帷幕体防渗性能的相对明显衰减时期。建议加强监测，为必要时采取工程措施提供依据。

采用实际工程数值模拟，结合现场试验与测试以及变换设计参数进行数值仿真试验等，对预应力锚杆框架梁支护体系加固边坡的力学响应、支护体系与加固坡体之间相互作用的空间力学效应以及支护体系的力学响应对设计参数的敏感性等问题进行了研究。结果表明，预应力锚杆框架梁的支护力学性状表现出张拉和稳定工作两个不同阶段，设计时应主要考虑位于坡脚附近的框架梁与锚杆的内力在稳定工作阶段有所上升的不利影响，锚杆的锚固预应力、锚固角和锚固间距均对支护体系的内力和加固边坡的压缩变形有显著影响。

由于顶管工程在经济方面的优势以及控制周围环境水平的提升，而得到广泛应用，但目前顶管扰动特性方面的研究多数限于中小顶管，未考虑超大直径顶管的特殊性。对上海世博电力电缆隧道顶管施工进行了现场监测，并主要分析了水-土压力变化曲线，测试结果反映了超大直径顶管顶进5阶段的扰动特性。工程经验表明，超大直径长距离顶进成功的主要作用因素有3个：泥浆套作用、开挖面控制和姿态动态调整。最后对泥浆套在顶管中的形成过程以及扰动作用机制进行了研究，泥浆套在注入、泥膜形成以及整体发挥作用的过程中具备填充、支承、隔阻、润滑等作用。

考虑汽车运动荷载，基于实测路面不平整资料，对影响动荷载的因素进行分析，提出了动力设计荷载参数的建议值。通过Odemark模量和厚度当量假定，将公路结构简化为3层体系，并利用弹性动力学原理及Fourier变换方法获得了路基顶面动变形的计算式。结合现有规范关于路面弯沉控制的思想，考虑路面路基的相互作用及协调变形，给出了路基顶面的动变形控制标准和确定方法，依据此标准提出了一种路基动变形控制设计的方法。最后以3种典型沥青公路结构为例，进行了路基动变形控制设计。

西安明城墙是由内芯土和外包墙组成的人工黄土边坡。强度折减有限元法是分析土坡稳定性、确定土坡最小安全系数的有效方法，但应用该方法计算城墙的安全系数时，却难以处理外包墙上的潜在破坏面对城墙稳定性的影响。根据外包墙破坏的实际情况，假设了不同形式和位置的潜在破坏面来模拟外包墙的破坏形态，通过考虑软化性能的界面本构方程，应用强度折减有限元法确定了外包墙的最危险破坏形态，并基于此破坏形态研究了影响城墙稳定性的主要因素，可为古城墙的稳定性评估和保护修缮提供依据。分析表明，城墙内芯土潜在滑动弧可简化为一条直线，其顶点位于坡肩内约3 m处；城墙沿该滑动弧的安全系数满足稳定性要求；外包墙的破坏形态和砂浆强度、外包墙与内芯土之间的摩擦系数是影响城墙变形破坏的主要因素。

结合工程实例分析了预应力管桩产生偏位的原因，介绍了偏位预应力管桩的处理方法。首先测量每根管桩的桩顶偏位和上浮情况，然后对所有管桩进行低应变动测，确定桩身损伤情况及缺陷部位，最后根据管桩偏位和损伤情况采取有针对性的处理措施。工程中对上浮桩采用复打复压处理；对严重偏位且断裂桩进行补预应力管桩处理；对偏位超过规范值但桩身质量完好的桩进行纠偏扶正处理；对偏位较大且桩身有损伤的桩进行先纠偏扶正，并在管桩内芯放钢筋笼灌芯加固处理；对群桩大面积偏位损伤部分由于处理后承载力达不到设计要求需要采用补桩处理。建筑物经上述处理后的实测最大沉降仅为 9 mm，且沉降较为均匀。

运用逐步判别分析原理，在多个评价因子中按其对泥石流沟判别能力贡献的大小进行筛选，从而确定泥石流沟的评价因子。应用改进的层次分析法对筛选后的评价因子进行赋权，使求得的判断矩阵满足一致性要求，避免了层次分析法后期检验过程中多次调整判断矩阵带来的过于主观性的问题。在评价因子的筛选和赋权的基础上进行了单沟泥石流危险度评价的实例验证，结果表明，运用逐步判别分析法筛选后的评价因子客观、准确地反映了当地泥石流危险度的影响因素，与传统方法所得危险度结果相比更符合泥石流危险度实际情况，可靠性更强。

天津滨海新区海积软土工程特性较差，难以直接满足工程建设要求，需要进行相应地处理。文中介绍了以天津海积软土为原料的水泥土掺碱性外加剂的固化效果，并对其固化效果进行了现场验证试验以及微观结构分析研究。试验结果表明，碱性环境对水泥土强度的提高具有很大促进作用，并能节省工程费用，值得在工程实践中推广应用。

利用真空预压法处理吹填土时，细颗粒常堵塞排水管，导致土体排水不畅。为提高吹填土固结效率，采用自重沉淤排水与加负压排水固结相结合的方式在室内进行吹填土固结试验。试验第一阶段用排水管作为吹填土自重沉淤的竖向排水通道；第二阶段以装入中粗砂的排水管作吹填土排水通道，同时也是压力传递通道。试验监测到吹填土固结过程中不同位置孔隙水压力的变化，通过监测数据着重研究自重沉淤排水阶段吹填土的固结规律。借助渗流平衡方程确定吹填土在自重沉淤阶段孔隙水压力变化主要由排水管中水位、单位土面积控制，解释自重沉淤阶段孔隙水压力变化机理。同时，为了减小由于排水距离远近造成的固结不均，利用自重沉淤与加压固结结合的方法使吹填土达到较为理想的固结效果，将砂井设计理论与孔隙水压力变化曲线相结合确定排水管有效排水范围等效直径，为实际工程提供排水管间距的设计参数。

将数值模拟成果与监测数据集成，对三峡水库库首区诱发地震危险性进行了动态评价。在GIS (geographic information system) 平台上将数值模拟结果用专业地震模型进行评价，其成果作为评价背景数据库。用实时的地震监测数据、地下水位监测数据、地壳形变监测数据对背景数据库进行更新。选用FLAC 3D为数值模拟工具，MAPGIS为GIS基础平台，VC＋＋为开发工具，研发了水库诱发地震危险性动态评价系统。系统提供在一定蓄水位条件下、一定评价范围、一定深度内的水库诱发地震灾害危险性区划。研究结果表明，在GIS平台上，利用信息融合技术，可以将水库诱发地震的数值模拟评估、监测数据评估进行集成，实现水库诱发地震危险性动态评价。

三峡库区岩体上方覆盖着厚实的土壤和茂密的植被，是高植被覆盖区，岩性信息弱，因此岩性识别和分类困难，没有成熟的方法可循。针对三峡库区进行岩性分析，选择三峡库区巴东城区作为研究区域，采用2000年5月成像的ETM+遥感影像，构造纹理、光谱、植被覆盖等17个分类因子，将遥感影像与地质图叠加，选取1 101个样本点，采用决策树C4.5算法，挖掘出三峡库区巴东县处岩性的解译规则和知识，决策树的学习精度为96.6%，剪枝后精度为95.9%，规则提取的精度为93.1%，提取的规则置信度很高，并基于知识驱动和规则匹配实现了岩性的智能分类，分类精度较高为90.11%；将分类结果与IsoData方法、K-Means方法、马氏距离法、最大似然法、最小距离法、平行六面体方法等6种方法的分类结果进行比较，试验结果证明，决策树方法的分类结果最好，精度明显高于其他6种方法。

针对数值流形方法特有的覆盖剖分方式，提出了一种模拟岩土工程中开挖过程的算法。该算法采取某种措施，在覆盖剖分过程中将开挖面视为特殊的不连续面，这种不连续面将其所在的数学网格剖分成不同的流形单元，但却不对所在的数学覆盖作剖分。这样，开挖面两侧虽分属不同的流形单元，但开挖面两侧同一数学网格内的流形单元却具有相同的物理覆盖。采用该算法，无需对开挖面处的单元进行特殊处理，可在整个分析域采用统一的网格形式；同时，打破了原有数值流形方法的限制，将开挖面的位置完全当作连续介质来处理，避免了因将其视为不连续面而产生的误差。验证了算法的可靠性后，将其应用于某假想隧道的开挖模拟，计算结果表明该算法具有一定的应用前景。

通过构建一种网格状多刚性块破坏机制，利用上限法研究了黏土地基各向异性和非均质对粗糙条形基础地基承载力的影响。该破坏机制允许滑动面和速度矢量沿破坏区域过渡区的径向和切向发生变化，形成了更为精确的破坏机制和塑性流动速度场。根据上限定理得到各向异性和非均质性黏土上条形基础极限承载力的目标函数，将其转化为非线性规划问题，并通过编程对该计算模型进行求解。与已有研究成果对比分析表明，两者具有较好一致性，且优于现有同类方法。文中亦探讨了黏土地基非均质、各向异性以及其他相关参数对地基承载力的影响。

堆石料等粗粒土在经受剪切时不仅其强度和刚度随应力水平而变化，其体积变化特征也和应力水平密切相关。在Mohr-Coulomb模型的基础上，提出一个针对这类粗粒土剪切特征的应变硬化模型。模型以Mohr-Coulomb准则作为屈服准则，但考虑土体强度、刚度和体积变化特征均随应力水平而变化等重要特性。对Rowe剪胀理论的推导及其试验基础进行了深入讨论，指出该理论对于粗粒土的局限性，并在此基础上针对粗粒土的剪胀特性进一步发展给出其机动剪胀角的变化规律。与试验结果的计算对比表明，该模型能较为全面地反映粗粒土的主要剪切特性，特别是剪切时的体积变化特性，且相对简便实用。

基于流固耦合机制和多孔介质流体动力学理论，根据Landgem产气方程、气体状态方程，结合达西定律、有效应力原理，建立了渗流场-应力场耦合填埋气体运移模型。利用伽辽金方法对模型进行了离散，通过有限元方法对耦合作用下填埋气体压力分布规律进行了数值仿真分析，同时对垃圾填埋变形介质参数以及垃圾降解系数对填埋气体产气量影响进行了定量评价，表明耦合作用下抽气时孔隙结构发生改变，阻滞气体的运移，导致耦合作用较未考虑耦合作用的气体压力低。垃圾填埋气体的产气量小，对变形介质参数和降解系数的定量评价结果表明，垃圾填埋气体的产气量随着渗透系数和降解系数的增大而增加，因此耦合作用不能忽略。这不仅为准确控制气体的挥发与扩散以及气体资源的再利用提供可靠的理论依据，而且对于生态环境的保护和垃圾资源化利用具有重要的理论意义和实际应用价值。

介绍了试验研究资料绘在有关函数的坐标纸上仍然不是直线关系的找经验公式简便方法。作为实例，选择了水力学和土力学中常用的关系曲线，分别是点绘在双对数、半对数和普通方格纸上的。借该3例典型曲线叙述了求经验公式的简便方法过程，并求得相应曲线的球体潜水运动阻力系数公式、泥沙沉降速度公式、软土地基沉降固结度公式和给水度公式。

为解决小子样条件下岩土参数概率分布推断的难题，并克服基于专家信息的融合法不可避免地带有主观随意性的弊端，引入信息论中K-L信息距离的概念，基于先验信息可信度，提出一种新的多源信息融合方法。利用K-L信息距离作为参数分布之间距离的度量，定义先验分布差异率，确定融合权重，进而根据Bayes原理得到后验分布，优化岩土参数分布概型。工程实例分析结果表明，该法计算简单，且克服了推断过程中的主观随意性。计算结果显示该法所得融合分布的方差比已有成果所得方差偏小，说明该法可实现统计意义上的参数概型优化，为岩土参数设计值的合理选取提供了参考。

基于黏性材料的SMP（spatially mobilized plane）破坏准则，分析了煤柱在三维应力状态下的应力问题，并推导了煤柱极限强度的计算公式。通过改变煤体的内摩擦角? 和凝聚力c，与Mohr-Coulomb准则下煤柱极限强度以及简化的A. H. Wilson公式得到的煤柱极限强度进行对比，结果表明，Mohr-Coulomb准则和A.H.Wilson公式由于忽略了煤柱中主应力的影响，其得到的极限强度计算公式低估了煤柱实际极限强度，说明基于黏性材料的SMP准则下的煤柱极限强度计算符合实际，对于分析煤柱的稳定性具有一定的现实指导意义。

假定锚固体与周围岩土体之间剪应力呈倒三角形分布，计算出锚固体顶端弹性位移；基于锚杆抗拔承载机制及变形特性分析，锚固体周围岩土体变形分析采用与抗拔桩类似的剪切位移模型，得到锚固体周围紧贴锚固体表面岩土体的位移；然后根据锚固体与周围岩土体之间的位移协调原理，推导出了锚杆临界锚固长度的简化计算公式。工程算例对比分析结果表明，其计算结果与实测值吻合较好，且计算公式简单易记，取值明确，适用于工程设计中估算锚杆临界锚固长度。

基于规范[1－2]，对某动力基础阻尼比进行了测试及计算。数值处理结果表明，在自由振动和强迫激励作用下，阻尼比测试数值与弹性半空间近似公式及规范推荐近似公式的结果存在较大差别。为此提出了利用基础表面若干测点的3向振动时程合成基础质心6自由度时程，并以该时程曲线作为地基动力参数的测试依据。在此基础上，建议相关规范应推荐在某些重要基础建造时，在基础底面适当位置预埋传感器，以基础底面振动测试数据作为地基阻尼比等动力参数的计算依据更为准确。

边坡稳定性分析是一个非常复杂的不确定问题，其不确定性主要有两种：随机不确定和模糊不确定。实践证明，模糊不确定是比随机不确定更为深刻的不确定性。综述了模糊数学在边坡稳定性分析中的应用，重点阐述了模糊综合评判、模糊参数非概率稳定性分析和模糊随机可靠度的原理、特点及研究现状。针对模糊理论和边坡稳定自身的特点及其研究现状，对模糊数学在边坡稳定性分析应用中存在的问题及未来的发展方向进行了分析，以期为相关研究提供有益借鉴。

土压力问题是土力学和岩土工程领域的基本研究课题。土压力离心模型试验是验证土压力计算方法和研究土压力形成物理机制的有力工具。笔者研制开发的土压力离心模型试验设备，可用于刚性挡墙的静止土压力和平动模式下主动侧土压力的研究。该设备采用电机作为驱动系统，使得挡墙能够缓慢均匀地位移；配备有控制挡墙位移的自动控制系统，使得挡墙在离心加速度增大的过程能够保持静止状态。针对填土面水平、墙后填土为砂土的情况进行了离心模型试验，测量了墙背土压力及填土位移场随挡墙位移量的变化。试验结果规律好，验证了设备的有效性。

针对大型地下厂房洞室开挖后围岩力学参数发生劣化的事实，以及大型地下厂房允许变形无相关规范参考的缺陷，在分析地下厂房围岩失稳机制基础之上，基于强度折减法思想，提出大型地下厂房围岩劣化折减计算方法，建立围岩变形的动态预警路线体系。该体系应用屈服接近度指标确定围岩的劣化区域，折减劣化区域内的变形模量、凝聚力及抗拉强度值，在折减计算过程中依据围岩的变形、劣化区体积、释放能量三者之一发生突变作为围岩失稳判据，获得围岩失稳的变形预警值，并与现场变形监测值对比分析，从而实现围岩稳定状况的快速判别。地下厂房实例分析表明，该方法可为洞室稳定性判断提供定量依据，较好地满足了地下工程建设需要。

由于岩土工程地质条件的复杂性及其规模的不断增大，对大规模数值计算速度的要求越来越高。显卡核心单元（GPU）由于其硬件构造特殊，有着并行计算上的独特优势、高速浮点运算性能和超高的内存带宽，可以很好地解决大规模的科学计算速度问题。文中介绍了GPU与CPU的硬件构架差异，总结了多核CPU、工作站等方式发展的局限性及GPU在并行运算方面的优势，详细阐述了GPU各类计算模式的发展特点及其成果，展示了其在坝区渗透特性中随机微分方程加速求解过程中的优越性，探讨了采用GPU进行大规模岩土工程数值计算的应用前景。