基于Penzien提出的土-结构动力相互作用分析的集中质量模型，考虑等价土体的层间剪切刚度与阻尼效应，提出了土-地下结构动力相互作用体系地震反应分析的简化分析方法，选取具有不同地震动特性的Taft波、汶川地震什邡八角波和松潘波作为基岩水平向输入地震动，采用该简化方法和二维有限元法对土-地铁地下车站结构体系的地震加速度反应特性进行了对比分析，结果表明：简化方法计算的地铁地下车站结构峰值加速度反应大于二维有限元法计算的地铁地下车站结构峰值加速度反应，两者的差异与输入地震动特性有关，但其随地铁地下车站结构高度变化的总体趋势较为一致；随着输入地震动强度的增大，其差异程度也有所加大。该简化方法可合理反映土-地下结构体系的动力相互作用效应，可作为地下结构抗震设计分析的一种辅助方法。

通过对取自海南昌江核电厂一期工程主厂区的黑云母花岗岩，在RMT－150B多功能全自动刚性岩石伺服试验机进行单轴不同频率的循环加卸载试验，研究花岗岩动应变-应力滞回曲线、动弹性模量和阻尼比同循环频率之间的规律，然后对破坏断裂断口进行细观电镜扫描试验，分析了不同频率下花岗岩断口细观形貌与结构特征。结果表明，花岗岩在循环荷载作用下的加卸应力-应变曲线并不重合，而是形成一个封闭的滞回环；当循环频率在0.01～1.0 Hz范围内变化时，随着频率增大，花岗岩滞回环面积、动弹模和阻尼比都增大；通过细观数字图像试验分析发现，循环荷载作用下，随着频率的增大，岩石断口细观裂纹总的数目、面积、分形维数均变大。文中给出不同频率循环荷载作用下岩石破裂的细观损伤力学机制，研究成果对海南昌江核电厂的地震反应分析和场地安全性评价有着重要参考价值。

沈珠江等在总结岩土材料的基本特性、分析理论和研究方法的基础上，提出了岩土破损力学理论框架和二元介质模型概念。基于岩土二元介质模型思想，近年来在试验、理论和数值模拟方面对结构性岩土材料进行了详细研究。通过对棒状和棱柱状结构块试件的平面试验，探讨了结构性岩土材料的破损机制，并发现了在受荷过程中结构块逐渐破损并转化为软弱带二者共同抵抗外部作用，即验证了二元介质模型对结构性岩土材料力学抽象的正确性；扩展了岩土二元介质模型对岩土材料的脆性变化进行了模拟，并与结构性土和砂岩的三轴试验结果进行了验证；基于二元介质模型概念，发展了一种模拟岩土材料破损过程的细观数值方法，同时提出了适用于结构性岩土材料的强度准则。

通过自制的新型试验装置进行不同边界情况下的边坡模型变形破坏研究。探讨了边坡模型破坏开始时的坡角（破坏角）与边界条件的关系。试验结果表明，该破坏角会与模型厚度成一定的反比关系，但随着模型厚度超过一定值，边界条件造成的影响将趋于弱化，同时，运用数学手段定量地印证了这种关系形式。另外，还通过试验验证了相比于边界条件而言，破坏角的变化幅度会对模型材料的孔隙率更加敏感。基于所得结果，可对试验装置进行改进，并优化试验手段。

深埋圆形隧洞围岩的应力应变状态是深地下工程设计的重要参考依据。针对岩体内部的缺陷引起的应力集中和松弛，建立了局部附加应力与缺陷尺度和卸载时间之间的联系，得到圆形隧洞在卸载时围岩破坏前遵循的一系列方程，进而推导出围岩变形的解析积分表达式。将围岩应力应变的时间效应分为卸载阶段和应力松弛阶段，通过逐步逼近法分别求解了围岩的应力和变形的近似解析表达式。该近似解析式考虑了岩体内部缺陷处应力集中的影响和卸载的时间效应，可用来考察不同半径处缺陷应力集中和卸载快慢对应力变形状态的影响。计算表明，围岩内部在卸载过程中和卸载完成后均存在局部附加拉应力集中，围岩变形在卸载完成后仍会进一步增加。

GRF基础是一种新型桩基础，首先开发应用于日本，与普通直桩相比，该基础不仅可以节约材料、降低成本，而且可以大幅度地提高承载力，具有广阔的应用前景。通过模型试验，分析了锚杆间距、锚杆长度以及锚杆数量对GRF基础承载力的影响，初步探讨了GRF基础的承载机制。得到以下结论：GRF基础的承载性状和直桩不同；锚杆不仅可以提高GRF基础的侧阻力，在一定程度上对端阻力也有增强作用；在相同的桩顶荷载作用下，GRF基础的位移远小于直桩的位移；与同体积的大直径桩相比，GRF基础可以大幅度地提高基础承载力、减少沉降；在一定的锚杆间距范围内，锚杆间距对极限承载力的影响较小，但对极限侧阻力影响较大；存在一个锚杆临界长度，当锚杆长度为临界值时，锚杆利用效果最佳；GRF基础的极限承载力随锚杆数量而变化，适当地增加锚杆数量，可以获得满意的承载力增量。

针对强震区深厚覆盖层上高土石坝的特点，在三维真非线性有效应力地震反应分析基础上，提出了一套深厚覆盖层上高土石坝极限抗震能力的研究方法。从稳定、变形、防渗体安全等方面，对建在深厚覆盖层上的长河坝高心墙堆石坝的极限抗震能力进行了研究和分析。根据坝坡稳定性、地震残余变形、液化可能性、单元抗震安全性、防渗心墙及坝基防渗墙安全等多角度的评价结果，初步认为，长河坝的极限抗震能力为0.50～0.55 g。

卸荷式地连墙板桩结构码头是国内自主创新的深水码头结构，为了深入认识这一板桩码头结构在设计荷载下的工作性状和土与结构共同作用机制，结合某一拟建码头泊位的卸荷式地连墙板桩码头结构设计方案验证需要，进行了3组大型土工离心模型试验研究。其中2组为重复性的模型试验，以验证设计方案的可行性；第3组则模拟了无卸荷平台结构的地连墙板桩码头结构设计方案，以比较有无卸荷平台的板桩码头来揭示全直桩卸荷平台结构的卸荷效果。并且介绍了码头结构离心模拟技术，包括模型设计、模型制作和模型测量及试验步骤等关键内容。

岩石内部的细观组成和结构决定了其在外力作用下的应力-应变状态，进而控制了其宏观力学响应和破坏机制。数字图像处理技术作为一种材料细观尺度上的空间结构精确测量和数字表述手段，已广泛应用于土、岩石及混凝土的细观结构定量分析中。应用数字图像处理进行的岩石细观力学研究是对岩石力学研究方法的革新。现阶段主要研究内容包括：岩石裂隙隙宽的非接触测量，数字表述岩石结构的非均匀性，进行岩石细观力学行为分析，将提取的岩石数字特征值与相应的岩石物性结合以实现岩石流-固耦合研究，建立基于数字图像技术的岩石细观力学数值模拟方法。在研究相关文献的基础上，对数字图像技术在岩石细观力学定量研究中的成果进行客观评述，探讨各种方法的优缺点，分析展望数字图像技术在岩石细观研究领域中的应用前景。

考虑到土体处于超固结状态下的压缩性一般要比正常固结状态下的低，引入描述非Darcy渗流的Hansbo方程，修正了Terzaghi饱和黏土一维固结方程，并将其推广到低频循环荷载作用的情况。采用有限体积法对该方程进行了求解，并讨论了非Darcy渗流参数、循环荷载周期以及超固结状态下土体压缩性对固结进程的影响。计算结果表明，在矩形波载作用下，按孔压定义和按变形定义的固结度都随时间增长而震荡增加，且按孔压定义的固结度的震荡幅度明显大于按变形定义的固结度。另外，非Darcy渗流减缓了地基的沉降速率，且循环荷载周期越短，或超固结状态下压缩性越高，地基的沉降速率就越慢。

流变是岩土材料的基本力学特性，流变效应是影响边坡变形及稳定性的重要因素。边坡锚固工程中，坡体介质应力调整和锚固力松弛直接影响加固坡体工程的稳定性，对工程安全性起着制约作用。考虑到坡体蠕变影响与锚固应力松弛的相互作用，结合工程实践，采用弹簧和Burgers并联模型进行锚索加固坡体的耦合蠕变分析，探讨其理论模型，获得了蠕变耦合模型的黏弹性流变参数。流变模型与试验结果的比较，显示了所建模型的正确性与合理性。

系统地分析了内爆炸条件下冲击波在竖井内的传播和反射规律，并基于经典弹性理论，建立了动力平衡方程，推导出了竖井井壁动力响应的计算表达式，得到了竖井侧墙最大径向位移和最大内力分布。计算表明：竖井侧墙最大径向位移出现在竖井中间的某处位置，具体与点源爆炸物高度有关，随着爆炸高度的增加，最大径向位移出现的位置也在向井口方向移动，但是幅值大小有所减小。

本文在砂井地基轴对称等应变方程的基础上，推导了真空预压荷载下的轴对称孔压、固结度解析解，该解析解利用函数模拟孔压在地表的初始条件，以考虑真空荷载的施加过程，解决了以往真空预压解孔压边界条件和初始条件在地表处的矛盾。同时也可考虑涂抹和井阻等因素，更加接近实际工程情况。通过例题与其他解答及数值解进行了验证、比较，证明了该解答的适用性，可进一步用于实际工程的设计计算。

对于受地表边界和地面荷载影响的浅埋隧道的围岩应力场，由于在数学处理上存在一定的困难，很难用解析解来进行分析，而通常采用边界元或有限元的数值方法来解答。为了求解浅埋隧道的应力场，采用边界配点来确定边界条件，同时用保角映射将一个含圆孔的半无限空间区域映射为圆环域，然后把这个区域内的解析函数展开成Laurent级数的形式，利用Muskhelishvili的复变函数理论和最小二乘法来确定解析函数的各项系数，从而求得浅埋隧道围岩压力的半数值、半解析解，最后通过算例给出了围岩应力的分布情况。计算结果表明，该方法计算精度高、计算量小，具有应用价值。

为考察岩石材料细观结构特征对于裂纹扩展机制的影响，首先借助偏光显微镜和SEM观测了3类岩石材料中材料内部组织结构，分析了各自非均质程度和晶粒大小关系。之后，对3类岩石的带I型初始裂纹的3点弯曲试样进行了落重冲击试验，同时采用高速摄影获得了不同裂纹速度下的裂纹扩展形态。将这些结果对照分析，研究了3类岩石中裂纹扩展过程与各自材料组织结构的非均质程度和晶粒大小的关系，得出初步结论：组织结构内部特征尺度越大，动态裂纹所能达到的终极速度就相对越小。反之亦然。

为研究岩溶地区水库蓄水不同条件下动水压力驱动下的碳酸盐岩溶蚀作用机制。以乌江流域某水电站坝前地区碳酸盐岩为研究对象，利用自行研制的开放体系压力溶蚀实验系统，对不同动水压力（0～2.0 MPa）条件下CO2水溶液溶蚀碳酸盐岩的过程进行实验模拟，其结果显示，动水压力增大会引起碳酸盐岩的溶蚀作用加剧，溶解速率曲线随动水压力的变化而发生显著改变；随动水压力的增大，岩石的化学溶解量和机械破坏量同时增大，两者的比值随着压力增大逐渐趋于1：1，两者之间存在耦合关系。采用扫描电镜与压汞试验相结合的方法进行微观研究发现，动水压力对碳酸盐岩的溶蚀作用不仅发生于岩石表面，使表面溶孔增大并加深，产生次生孔隙和次生矿物，同时还改变着岩石的内部孔隙结构，降低其渗透性并弱化结构面的连接。

孔隙水压力变化规律是饱和粉土体宏观变形细观结构研究的基础。以阳光新城工程为例，采用现场试验方法对长螺旋CFG桩施工时的孔隙水压力(简称孔压)变化进行了监测，并根据监测结果对施工过程的孔隙水压力(简称孔压)变化进行了阶段划分。研究结果，长螺旋CFG桩施工过程中孔压变化规律与常规的剪切液化观点相悖，抽吸与窜孔对孔隙水压力变化影响显著，并解释了产生这种现象的原因。孔压极大值和极小值在一定范围内产生累加效应，表现为非对称性，而变化的幅度值呈近似对称性。根据幅度值大小确定了长螺旋CFG桩施工时的影响范围，其值与小孔扩张理论比较吻合。

分散性黏土抗水蚀能力很低，对水利工程、道路工程等建筑物的安全性造成严重威胁，是近年来岩土工程界比较关注的特殊土类之一。由于分散性黏土发现较晚，工程实例较少，对分散性黏土的研究不够深入。文中从发现历史与工程危害、地质条件与分布规律、试验鉴别方法与工程特性、分散机制与微观结构、工程应用等方面对分散性黏土的研究现状进行了分析总结，提出研究中存在的若干问题及研究方向。

西安地区由北向南间隔分布有十多条近东西走向的地裂缝，建设中的多条地铁线路与地裂缝呈斜交状态。为了揭示地铁隧道斜交穿越地裂缝时受地裂缝活动而产生的力学性状变化，采用50:1几何相似比尺的物理模型试验仪，在合理模拟围岩地层、衬砌结构、应力条件、地裂缝与洞轴线交角及其错动位移基础上，开展了斜交地裂缝活动条件下隧道衬砌结构与围岩相互作用的物理模型试验研究，并与正交地裂缝活动下的测试结果进行了对比分析。表明斜交地裂缝活动对地铁隧道的影响范围更大，各变形缝均有明显的沉降差发展；邻近斜交地裂缝的衬砌结构易处于“悬臂梁”受力状态，衬砌结构不均匀沉降使其产生旋转位移，围岩土压力变化使衬砌结构内力产生显著变化；随着地裂缝错动位移的发展，上盘内拱顶和下盘拱顶、拱底出现围岩作用的加强，而上盘拱底出现围岩作用的松弛。与隧道正交穿越地裂缝的情况比较，斜交穿越地裂缝时围岩土压力和衬砌结构内力变化更大，易出现拉裂破坏。

在罗安达及其周边，浅部广泛分布有红色和黄色两种色调的粉砂层。结合实际工程，采用现场调查、室内试验、现场标贯试验和载荷试验等手段对该种砂土进行了分析，结果表明，罗安达砂层在自然状态下可直立，具湿陷性和浸水后力学性质明显变差等独特物理力学特性；湿陷性随孔隙比增大，含水率减小，试验压力增大，黏粒和粉粒含量增大而增强，重塑砂土也具有湿陷性；力学性质随含水率的变化可逆，当含水量增加后再减小，其力学性质可明显恢复。

为了击实高含水率淤泥生石灰材料化土，通过改进标准击实仪，设计了4种不同击实冲量的击实情形，对不同掺灰比的材料化土在不同闷料期进行击实试验，分析了击实冲量及击实功与淤泥生石灰材料化土干密度的关系，提出了材料化土的击实方法及击实评价方法。建议根据材料化土的含水比 选择击实冲量适宜的击实方法，通过土的干密度随击次变化规律判断材料化土是否击实。特别从工程角度出发，测试了击实材料化土不同龄期的无侧限抗压强度，初步探讨了高含水率疏浚淤泥生石灰材料化土作为工程填料的可行性。

软土的孔隙特征及其变化规律对软土的压缩性和渗透性有重大的影响，软土孔隙特征随荷载变化规律的试验研究为揭示软土排水固结过程与变形规律，建立基于孔隙压缩规律和渗流机制的排水固结模型提供有力依据。利用美国全自动压汞仪，对不同压力下固结的广州番禺淤泥土样的孔隙及其尺度分布进行测试，根据测试结果对土样孔隙尺度分布特征及其随固结压力的变化规律给出了定量分析。试验结果表明：淤泥土中介于0.4～2.5 μm范围的颗粒间及团粒内的小孔隙所占比例最大，而大于10 μm的大孔隙和小于30 nm的超微孔隙所占比例均很小；较大的孔隙更易于被压缩而湮灭或被分裂成微小孔隙；固结压力将显著改变淤泥土的孔隙尺度及其分布特征，以致改变土体的压缩性和渗透性。在固结前期( 200 kPa)孔隙尺度较大，压缩系数和渗透系数较大并随固结压力增加而快速减小；在固结后期( 200 kPa)孔隙尺度小，压缩系数和渗透系数小，且随固结压力增加的变化趋于平缓。

为解决软岩隧道工程的支护优化设计问题，研制出力学曲线与原岩相似的模型材料，形成软岩工程常用的支护设计方法对应的物理模型，即锚杆支护、锚喷支护、锚杆加长的锚喷支护,加上毛洞模型作为参考模型，4种平面模型形成三维模型后，置入大型真三轴模型试验机，在模型边界相同的条件下对软岩隧道的支护方法进行研究。试验结果表明：不同的支护方式具有不同的超载能力和不同的破坏特点；该相似模型材料对软岩大变形特点具有良好的适用性。试验还为软岩隧道支护设计提供了可靠的研究基础。

考虑岩体蠕变效应的锚杆应力分布及变化特征对研究工程锚固效应具有非常重要的意义，而目前关于这方面的研究并不多见。首先从锚固微元体受力特点的角度出发，研究微元体在围岩蠕变条件下的受力变化规律，得到如下结论：蠕变岩体下锚杆锚固力的变化趋势和岩体所受应力状态及其变形密切相关。当微元体受拉时，锚杆轴力随时间有不断增长的趋势；而当微元体受压时，锚杆轴力则随时间不断减小。针对锚杆在黏弹塑性围岩体中的受力分布，以解析方法推导了锚杆应力峰值所在位置与围岩体塑性区重合的重要结论，且从工程数值计算角度进一步验证了锚杆应力峰值的位置特点，并分析了地下工程中锚杆应力随围岩体蠕变而逐渐增大的变化特征。

卸荷作用广泛存在于人类的工程活动和地质作用过程中，岩体在卸荷条件下的力学特性研究一直是工程界探讨的热点问题之一。根据实际边坡工程开挖后应力变化状态确定试验方案，进行了砂岩三轴卸荷破坏试验，研究了卸荷状态下岩体的应力应变特征、破坏特征及力学参数变化规律，并与加载破坏试验数据进行了对比分析。试验结果表明，卸荷破坏时岩样变形模量随着卸荷量的增加可降低5%～42%左右，二者之间的关系可用指数函数拟合；卸荷破坏时岩体的峰值应变随围压线性增长，残余应变与围压无明显关系；相比于加载破坏，卸荷破坏时岩体凝聚力c值降低了4%左右，内摩擦角? 增加了12%左右；卸荷速率对岩样强度和变形参数有较大影响；卸荷条件下岩体破坏具有沿卸荷方向强烈扩容特征，主要表现为张剪破坏，并伴随有环向裂纹，初始围压越高，卸荷程度越强烈，岩体的破碎程度越高。

在柱状节理玄武岩工程地质调查、现场精细结构描述等工作基础上，开展了柱状节理玄武岩体的脆性材料模型真三轴物理模拟试验。研究了复合柱状岩体在不同卸荷-加载应力途径下的破裂、破坏机制及不同方向三轴主应力作用下的应力-应变关系及其强度特性；开展的8种不同应力比和6种不同受力方向下各向异性试验结果表明，柱状节理玄武岩体强度、变形特征受三向不等围压和柱状节理特性影响明显，强度变形的各向异性特征显著。试验结果表明，应力比 对试样的强度、变形和破坏模式具有控制作用，随着应力比的变化，试样的极限强度呈现分段特性；较小应力比下试样的变形和破坏模式受应力比和原生节理的共同影响；较大的应力比对试样的变形和破坏模式的影响比原生节理的影响显著；随着应力比的增大，中主应力由约束侧向变形变为主动加载，这一作用的变化影响了极限荷载和破坏模式。

回顾了土工袋在二维应力状态下的加固原理和对应的Mohr-Coulomb强度公式，指出其不足之处，并建议以三维应力状态分析土工袋加固原理。分别以广义 Mises 破坏准则和 Lade-Duncan 破坏准则为理论基础，推导出土工袋在三维复杂应力作用下的极限抗压强度表达式。通过对二维、三维强度计算值与土工袋抗压强度试验实测结果的比较分析，验证新的三维土工袋强度公式的计算结果更接近于试验实测值，而且其适用范围更广。

全长黏结性预应力锚杆是一种结构和锚固机制新颖的全长锚固锚杆，已有的研究缺少锚杆孔壁形态对锚杆承载能力影响的分析。锚杆孔壁结构面起伏形态具有自仿射分形特征，详细分析了结构面抗剪强度、注液压力、张拉荷载与结构面分形维数D之间的关系，建立了各自计算与分析方法，得出施加的注液压力应小于锚固围岩体的抗压强度，以及随着维数D增加，张拉荷载亦相应增加，确定了锚固承载层与岩体结构面失稳判断的准则。探讨了全长黏结性预应力锚杆锚固性能。研究为其设计、试验和应用提供了一定的理论依据。

在油田开采过程中，地层压力逐渐下降，作用在岩石颗粒上的有效应力增加，这种效应使岩石发生形变，产生应力敏感，使得岩石的渗透率减小，从而影响到流体的流动及产能，给高效、合理地开发带来许多困难和问题。为此，对大庆油田低渗透致密岩心进行了应力敏感性试验，考虑其微观孔隙结构特征及黏土矿物的赋存状态，提出了新的毛管模型，并研究了单毛管在应力作用下的变形规律。研究表明：应力敏感程度与岩心的渗透率初值具有较好关系，随着渗透率降低，应力敏感性变强，渗透率损失率与渗透率初值具有乘幂递减关系。基于弹性力学理论，应用新的毛管模型，通过对单毛管在应力作用下的变形规律研究，从应力敏感性微观作用机制角度解释低渗透储层与中高渗透率储层在应力敏感性上的差异。这些研究对该低渗透致密储层的合理开发及合理生产工作制度的确定具有重要意义。

声速变化是表征损伤变量的有效参数。为揭示岩体爆破累积损伤效应及损伤演化规律，在某地下工程中开展了反复爆破作用下围岩损伤的声波测试，并对测试数据进行了回归分析。在此基础上，分析了多次爆破作用下岩体损伤与声速变化的对应关系，建立了以岩体声速降低率为基准量的岩体爆破累积损伤扩展模型。研究表明：（1）回归分析的相关系数大于0.981 6，说明岩体爆破损伤非线性累积回归预测模型是正确的；（2）岩体爆破累积损伤模型将岩体损伤总量定义为初始损伤和爆破损伤之和，综合考虑了爆破损伤累积效应和岩体初始损伤的影响，能够真实反映岩体损伤程度，是合理可行的。

高含盐粉土不仅含盐量较高，而且黏粒含量极低，粉粒含量高，级配不均匀，导致难以压实，强度低。为了了解此类特殊粉土的力学特性，在室内物理化学性质分析的基础上，进行原位旁压试验和原状土样的三轴试验，充分分析了高含盐粉土的力学性质。高含盐粉土的可溶性盐含量高达2.9%，主要是高硅、铝，水溶盐以Cl－和Na+为主，属氯盐碱性土。旁压试验结果表明，临塑压力可取350 kPa、极限压力可取500 kPa、旁压模量Em可取1 750 kPa、剪切模量Gm可以700 kPa作为参考值。室内力学试验进一步分析表明，该土体具有较强的剪胀性，在轴向应变达到12%左右时，试样达到稳态状态。围压150 kPa下的峰值强度能达到600～800 kPa，残余强度也能达到450～550 kPa。

得到了地下结构在水平地震作用下的动力运动方程，利用拉普拉斯变换和结构的对接条件，得到了求解待定系数的超越方程。利用拉普拉斯逆变换得到了结构的位移表达式和确定拉普拉斯参数极点的方程。进一步研究发现，拉普拉斯变换参数 与结构频率 之间存在某种特殊的关系： 。为了避免确定待定系数及拉普拉斯参数极点时求解复杂超越方程的困难，建议通过数值的办法先把结构体系的频率求出来，再通过拉普拉斯逆变换留数定理求解结构的位移和内力。

岩石类材料的动态本构模型研究是岩石动力学理论研究的基础问题。相比于其他的非线性理论，损伤力学理论已证实可成功地模拟岩石类材料的应变软化和渐进破坏等特征，可用于解释其静、动态破坏机制。现有的通过理论推导得出的动态本构中大部分并未考虑损伤因素，而通过维象学试验方法建立起的动态本构则缺乏损伤力学理论基础。为此基于弹性余能等效原理和损伤力学的基本概念，并结合动态试验，推导建立了岩石类材料的率相关弹塑性损伤模型。并通过与文献中的试验资料对比，证明了模型的有效性，为岩石类材料组成的结构的动力响应研究奠定了基础。

采用GDS动三轴试验系统对某水电站堆石坝的砂砾料进行了两种级配的动残余变形试验。试验结果表明，在围压比较小时，大部分试验条件下材料的残余剪应变和残余体变与lg(1+N)较好地符合直线关系；当围压较大时，在低动应力水平下试验结果仍能较好地满足线性关系，但随着动应力水平的增加，试验结果的离散程度变大。另外，在相同初始状态条件下，土料抵抗动力荷载变形的能力随着土料中粗颗粒含量的增多而变大。

为掌握松散细砂在宽广应力范围下的压缩本构特性，采用准一维应变装置进行了最高轴向应力达1 100 MPa的实验研究。测得了一种细砂在烘干状态和含水率为3.4%、6.6%和13.5%的压缩下应力-应变曲线，拟合了不同含水率细砂准一维应变压缩下的统一形式的经验型本构方程。比较了实测数据与AUTODYN程序材料数据库数据，给出了使用DYNA程序计算需要的细砂参数推荐数据。高应力水平下的实测数据对工程定量计算具参考价值，拟合的经验公式可在对不同含水率细砂的具体工程计算中推广使用。

郑西客运专线路堤工后容许沉降量为15 mm，湿陷性黄土区路堤地基处理的沉降控制是关键性技术难题，为此，选择湿陷性黄土代表性地段进行了不同地基处理措施路堤工程沉降观测试验研究。研究结果表明，路堤本体的压缩沉降量只有3 mm，并在路堤竣工后的15 d内趋于稳定，路堤沉降主要由地基沉降控制，而地基沉降则决定于3种不同地基处理措施层以下土层的沉降量大小。在沉降量大小、地基处理和浸水效果方面，22 m深湿陷性土层全部处理的柱锤冲扩桩区段最好，15 m深湿陷性土层的挤密桩区段较好，6 m深湿陷性土层的强夯区段最差，而且采取合理的防排水措施防止坡脚附近积水浸泡非常必要。采用双曲线法、三点法和Asaoka法预测结果的平均值作为路堤的最终沉降量，柱锤冲扩桩区段、挤密桩区段的路堤分别需要恒载预压5个月、8个月便可卸除荷载铺设无碴轨道，强夯区段路堤的预压荷载可能需要持续很长的时间。

采空区上覆岩、土体对地表沉陷的耦合行为可归结为弹性理论的边值问题，由不同性状松散表土层确定的应力边界和岩、土体之间形成的位移边界构成了相应边值问题的定解条件。在已有研究成果的基础上，提出了地表下沉预测研究的边值提法，以探讨地下开采引起的地表沉陷规律。给出了采空区上覆表土层内任一点的位移和地表下沉的计算公式，确定了地表沉陷的范围，并以神东矿区大柳塔1203工作面开采引发的地表沉陷为例给出了工程实例。研究结果表明，采空区上覆岩体对地表及表土层内任一点下沉的影响取决于上部岩层破断后的结构形态；采空区上覆土体对地表下沉量的作用与土体性质及表土层厚度有关，土体对表土层下沉的影响由下而上增大，呈非线性变化，至地表达最大值；地表沉陷区域随表土层厚度的增加而增大，其影响范围远大于采空区。

传统的抗滑桩计算方法存在很多问题，特别是双排抗滑桩更加无法计算，不能计算出作用在双排抗滑桩上的抗力和推力的分布规律，往往是凭借主观经验分析解决，常常会造成不合理的浪费。采用强度折减的有限元法，讨论了两排桩在3种不同类型滑坡中，在不同的折减系数下随排距的变化，两排桩的桩前抗力、桩后推力、实际承担推力等的变化规律，得出了一系列关于双排桩合理受力与设桩位置的建议。由于讨论了不同类型的情况，所以结论具有普遍性，能为工程设计提供依据。

在分析内撑式排桩支护结构受力特性和设计优化空间的基础上，基于满应力设计基本思想，建立了支护桩－内支撑（节点）部位的设计优化数学模型，提出了用于求解该（节点）部位局部优化解的新的目标函数 和相应的设计优化判据，推导并比较了钢筋混凝土内支撑等效轴向抗压容许应力 和支护桩等效抗弯容许应力 的3种取值方法，并以杭州某基坑支护应用为例作了介绍。可供同类基坑支护设计优化时借鉴。

本文简单介绍了钉形水泥土双向搅拌桩的形成及其特点，通过大量的桩身标准贯入试验和室内无侧限抗压强度试验，建立了桩身标准贯入击数与桩身无侧限抗压强度以及桩体分段深度的数学关系式，同时对钉形水泥土双向搅拌桩桩身强度不一致的现象进行了深入分析，对桩身强度检测项目和方法进行了深入探讨，并初步确定了武汉新区桩身强度检测的项目和方法。提出采用加权平均值作为桩身强度设计和检测的标准更为妥当。

马水河大桥是沪蓉国道主干线关键性工程，大桥桥头边坡地质条件复杂，构造发育，边坡整体稳定性对大桥施工和安全运行影响很大，但其整体稳定性非常难以判断。如何在计算中反映马水河大桥岸坡的地质结构、岩体结构特征及岩体结构面网络以及变形破坏模式，是决定岸坡稳定性分析结果客观性的重要因素。基于岸坡地质条件、地质结构和岩体结构面网络模拟的有限差分数值分析方法和数值分析模型，分别模拟了边坡在天然状态下、桥荷载作用下及水位升高50 m情况下的应力状态和变形大小。研究结果表明，在桥荷载作用下，斜坡应力场局部影响较大，深度达50 m，因此建议桩基设计时应加大桩基断面尺寸以改善桩体承载力。

针对目前大跨穿煤隧道的研究热点，以重庆市绕城高速公路环山坪隧道为研究对象，在界定大跨度隧道及分析其围岩稳定性关键影响因素的基础上，结合现场监测和数值模拟对大跨度穿煤隧道围岩结构稳定性进行了分析。结果表明，大跨度隧道各处等效应力集中对扁平率变化敏感程度不同，拱脚最为敏感，拱顶基本不随扁平率的改变而变化。隧道穿越软弱煤层段时，围岩应力重分布受影响明显，拱顶位移随开挖面不断推进急剧增加，且隧道围岩塑形圈不断向拱顶围岩内部发展。尤其当煤层软弱带与隧道顺层相交时，隧道荷载结构偏压效应凸显，偏压荷载随煤层倾角变陡而增大，易造成支护结构失稳破坏，在设计及施工中应特别加以重视。

在山区高公路上经常遇到顺向坡、滑坡蠕变体和陡反倾坡。对于顺向坡，是否稍陡倾的坡体就应加固，而稍缓倾坡体可以不加固，边坡专家根据现场情况给出相应的工程措施主要是基于顺层边坡中的主要控制层位、相关特性和场地地质条件得出缓坡预加固、稍陡坡整体稳定的结论。从红砂岩显示倾角、倾向异常着手，通过多方面的分析调查，该岩层的特性以及反分析潜在滑动面力学特征，分析判断该切坡体为一蠕滑变形体，进而强调采用抗滑桩预先加固的工程处理方式，通过实际切坡变形破坏证明边坡专家的分析判断和工程措施的正确性。对于红砂岩反倾陡边坡，由于存在软弱夹层和顺坡向节理的切割，边坡岩性强度随雨水渗透软化，特别是现场有类似自然层倾倒变形特征，需要采取工程加固措施。边坡专家能根据工程场地性质，综合分析控制层随时间变化特征及对稳定性起控制性因素，能预先提出合理的工程措施，避免或减少工程损失，达到事半功倍的效果。

在地下结构抗浮设计中，较少考虑侧壁摩阻力的作用，对于侧摩阻力的的计算方法也不够明确。抗浮安全系数目前尚无统一规定，主要参照类似工程实践经验确定。在宁波轨道交通工程福庆路站抗拔桩静载试验的基础上，以地铁车站结构为研究对象，经过试验分析，对地下车站结构设计中侧壁摩阻力大小进行计算，进而考虑抗浮安全性对车站结构的临界宽度进行计算，可为地铁车站设计提供指导。

基于现场地温监测数据，对青藏铁路两种主要块石路基（块石护坡及U型块石路基）在不同年平均地温分区的冷却降温效果进行对比分析，发现不论是在低温基本稳定区（年平均温度-2.0 ℃≤TCP<-1.0 ℃）还是高温极不稳定区（TCP>-0.5 ℃），两种块石路基的应用都能够有效地提升路基下部多年冻土上限。但两种不同块石结构路基表现出不同的冷却降温效果，其中U型块石路基冷却降温效果较好，在路基下多年冻土上限提升及下伏浅层多年冻土降温的同时，深层多年冻土温度保持稳定；而块石护坡路基下人为多年冻土上限的提升及浅层多年冻土温度的降低一定程度上消耗了下伏深层多年冻土的冷量，从而导致其温度有所升高。同时，在不同的年平均地温分区块石路基表现出不同的冷却降温效果：年平均地温较低断面，块石路基冷却降温效果显著。在年平均地温较高的断面，尤其是高温极不稳定多年冻土区，块石护坡路基下伏深层多年冻土温度升高明显，路基长期稳定性难以得到保证。

影响岩石边坡稳定性的因素众多且关系复杂，且存在大量未确知信息，很难用简单的方法进行分析判断，借鉴工程类比的思想，采用聚类与未确知测度相结合的方法进行研究。针对边坡工程问题环境的复杂性，以大量的历史数据为训练样本，通过动态聚类分析，求得其分类中心。针对大量的未确知信息，利用未确知测度方法对其进行评价，提出一种分析边坡稳定问题的新方法。研究表明，该算法可以对边坡的稳定状态进行预测，正确率在90%以上，为比较合理快速地分析边坡稳定分析方法提供了一条新的途径。

为高效地进行砂土液化的预测，运用逐步判别法，从8个液化影响因子中选择平均粒径、烈度、震中距等3个判别能力显著的影响因子，建立判别函数，并利用工程实例进行验证。研究结果表明：逐步判别分析模型预测性能良好，且能有效地选择对砂土液化起主导作用的因子。相比距离判别分析，逐步判别分析建立的判别函数更加稳定，且所需测试因子较少，节省了因试验和现场调查所耗费的大量人力、物力和时间，因此逐步判别分析是一种值得推广的砂土液化预测方法。

基于国内城市隧道施工过程中地面塌陷事故频发的现状，结合地面塌陷事故案例，对城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及其控制技术进行了研究。通过对北京地铁隧道施工诱发的44起安全事故统计发现：地面塌陷事故共16起，占全部事故的36%，所占比例较高；通过对国内城市隧道施工引起的29起地面塌陷事故统计发现：管线渗漏和不良地质体是诱发地面塌陷的主要因素，两者诱发的事故合计比例高达69%，因此也是地面塌陷防控的关键性因素。根据案例统计分析结果，将地面塌陷的形成方式划分为3种类型，分别为：隧道施工直接导致上覆地层失稳破坏形成的地面塌陷，隧道施工导致地层中不良地质体破坏而形成的地面塌陷，以及隧道施工导致管线渗漏水恶化而引发的地面塌陷。采用理论分析和数值模拟揭示了城市隧道施工诱发地面塌陷的灾变机制及其演化规律，在此基础上提出了城市隧道施工过程中地面塌陷的控制技术。

梧村隧道大跨度浅埋暗挖段下穿密集建筑物群，地质条件和环境十分复杂，施工难度极大。针对建筑物不均匀沉降和变形破坏的风险，制定了较为完善的安全管理措施。采用数值模拟方法，对施工开挖、支护进行精细化模拟，得出关键施工步序的变形量；结合类似工程经验和规范，制定安全监测的控制标准，以指导监测和施工。开展全面的监测，掌握隧道施工过程中建筑物、管线、地面以及地层、隧道围岩和支护结构的动态变化，并对关键的建筑物实施24 h自动化监测。建立了先进的安全管理网络传输系统，包括监测信息管理、预测预报系统和LED显示屏信息发布系统，将所有监测信息和施工动态存储入数据库服务器中，供联网的计算机检索查询。以第三方监测单位为主，建立报警及监测工作III级管理措施，并及时将报警信息及工程近况以文字和图形方式发布在LED显示屏上，供参建各方知晓。

利用动力有限差分软件FLAC，结合强度折减动力分析法，提出抗滑桩抗震设计新方法，将滑坡安全稳定系数作为岩土体参数折减系数对岩土体参数进行折减，采用FLAC动力分析，考虑了桩与岩土体地震荷载下动力相互作用，将地震作用过程中桩内力峰值除以混凝土强度增大系数与地震作用完毕之后桩的内力值进行比较，二者中大值作为桩的抗震设计内力值，同时还要求桩顶边坡动力安全系数大于设计容许值，确保滑坡不会发生越顶破坏。通过一个滑坡算例，对抗滑桩支护抗震设计进行分析，结果表明：动力强度折减分析法进行抗滑桩抗震设计，能考虑桩土动力相互作用，并得到实际桩前推力分布形式，为抗滑桩支护边坡的抗震设计提供了一个新的思路。

以某物流园区堆积层滑坡体为例，分析了地质结构特征及滑坡类型。在此基础上，运用非饱和土力学方法，分析了滑坡体在降雨条件下的动态稳定性特征，揭示了滑动机制及原因，认为滑坡体位于坡面凹槽处，地形较陡、表面堆积层结构松散、强度差，为滑坡形成提供了便利条件；随着降雨持时的增长，降雨沿堆积体表面的裂缝入渗，在土-岩接触面上汇流贯通，形成滞水，降低了滑面土体的力学性质，产生动态浮托力，同时雨水不断充填裂缝和软弱结构面，产生顺坡向的动态扩张力，使张裂缝扩大，加剧堆积体的变形，促使其发生滑动。

松动区是控制地下洞室围岩变形及失稳的重要因素。以锦屏一级水电站为例，结合声波测试及多点位移计监测成果，对高地应力和低强度应力比条件下大型地下厂房围岩松动区的分布及变化特征进行分析，并采用BP网络和遗传算法对围岩参数进行反演。研究表明，声波测试的围岩松弛深度与多点位移计监测得到的围岩主要变形深度具有一致性，围岩松弛深度变化趋势与岩壁位移变化也存在对应关系，两者结合可以对围岩松动区的变化规律进行连续的分析。高地应力和低强度应力比条件下的松动区深度远大于一般应力条件，由于围岩应力状态调整、岩体破坏所导致的卸荷松弛成为围岩松弛的主要因素。开挖过程中，由于围岩应力状态的逐步调整，导致围岩的破坏和松弛的渐进发展，其中松弛深度在水平向的扩展较为明显。反演得到的松动区岩体变形模量及黏聚力较未松动岩体有明显降低，而摩擦角降低较少。因此，对松动区岩体进行灌浆加固，将有助于提高松动区岩体的变形模量和粘聚力，从而增强围岩的稳定性。

针对浅埋暗挖公路隧道的特点，对厦门高崎互通下穿嘉禾路隧道进行地表下沉、拱顶下沉、洞内收敛、支撑应力等项目的监测工作。基于监测结果，分析了该隧道围岩和支护系统的变形及受力特点，指出了松软地层中浅埋暗挖隧道开挖影响的时空范围和隧道施工中有效控制围岩变形的措施，并为支护体系的优化提供依据。研究结论丰富了浅埋暗挖思想，并为国内浅埋暗挖公路隧道的设计、施工和监测提供借鉴。

主要设计与实现了地下工程施工监控地质地理信息系统（MGGIS）。首先分析了系统特点、结构、具有的功能以及采用的平台和相关技术，定义了数据的获取和存储格式。然后在此基础上进行了3个功能独立的子系统的详细设计与实现，分别为工程计划显示子系统、平面时空效应子系统和断面图显示子系统。首次提出在RIA技术支持下，实现B/S架构下的工程地质地理信息系统；提出了反映随施工进度变化地下工程及环境空间信息的显示平台技术方案，充分反应了地下工程施工中空间信息具有时空效应的特点，适合地下工程安全风险管理的需要。该系统与同类型地理信息系统平台相比具有使用简单、交互性强、速度快等优点，研究成果已经在北京轨道交通工程安全风险监控系统和南京地铁工程安全风险监控系统等相关项目中得以应用。

结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点，分析了各种荷载施加方法的特点及爆破震动场模拟的要求，基于圣维南荷载等效原理，提出了爆破荷载的等效施加方法，即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后，施加在同排炮孔中心线或者面上来模拟爆破荷载的作用。结果表明，等效施加方法在近区存在一定差异，但在中远区吻合得较好。利用该等效荷载施加方法，采用三维实体模型计算分析了某沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响，计算了周围不同位置、不同深度位置处的振动响应，并在此基础上，分析研究了减小爆破振动对既有结构物影响的减振措施，可为类似工程提供借鉴。

随着矿山开采深度的不断增加，厚覆盖层成为部分深部地下矿山的主要特点。以物探调查、变形监测以及理论分析为手段，对某典型厚覆盖层金属矿山地下开采初期地表塌陷的成因与机制进行了分析。结果表明，厚覆盖层中存在的大面积采空区为地表塌陷变形提供了空间，采空区顶板厚度较小为地面塌陷的发展提供了条件，采空区的存在是地表塌陷的主要原因。地表出现塌陷以后，塌陷范围以塌坑为中心继续向外扩展，受覆盖层内采空区走向，断层和岩层分界面等地质缺陷影响，塌坑向西、向南与向北三个方向上的扩展较向东快得多。降雨会增大塌坑向外扩展的速度，因为地表水的下渗加快了塌坑周围岩土体向塌坑方向的移动和下沉。

结合矮寨悬索桥的工程实践，采用MIDAS/GTS对茶洞岸锚碇和下穿公路隧道之间的相互作用机制进行研究。研究表明，开挖阶段锚-隧相互作用程度具有不对等性，即锚-隧影响大于隧-锚影响。在设计大缆拉力荷载作用下，下穿隧道的存在明显地改变了锚碇附近围岩的位移分布，导致锚碇附近围岩节点位移曲线发生整体下沉、旋转，并产生最大达0.76 mm的竖向附加位移。锚碇附近围岩竖向位移受下穿隧道影响较为显著，而水平向位移受影响相对较弱。对于锚碇隧道而言，下穿隧道单次爆破引起振动较小，距离爆心40 m范围以外围岩质点峰值振动速度小于2 cm/s，与实测资料吻合。工程项目现场的爆破振动监测及围岩波速测试成果显示：下穿隧道爆破掘进对40 m以外围岩的振动效应可以忽略。

在岩爆发生和烈度分级预测的距离判别分析模型的基础上，结合地下工程岩爆的特点和Bayes判别分析理论，提出了地下工程岩爆发生及烈度分级预测的Bayes判别分析方法。综合分析影响岩爆主要因素，选取最大切向应力 、岩石抗压强度 、岩石抗拉强度 和弹性能量指数 作为判别因子建立岩爆预测的Bayes判别分析模型，并利用回代估计法对误判概率进行估计。利用国内外一些重大深部地下工程实例作为学习的样本进行训练建模，经过训练后的模型回判估计的误判率为0。利用该模型对国内3处典型的隧道岩爆情况进行预测，结果与实际情况符合得很好。研究结果表明，Bayes判别模型在岩爆发生可能性及烈度分级预测中具有良好的适用性和有效性。

变径洞室开挖稳定性是地下工程重要的研究课题之一。尤其在围岩软弱的情况下，从小截面向大截面洞室开挖的过程中，会给施工带来很多安全方面的难题。通过有限差分数值分析方法研究了变径洞室的开挖稳定性，分析了拱部小导管超前注浆支护与非超前支护两种施工方法对工程的影响。计算结果表明，由小截面向大截面洞室开挖，不稳定性因素增加，超前小导管注浆支护能够显著提高围岩的稳定性，明显减少了洞室的变形和塑性区，避免了软弱围岩开挖中塌方现象的产生。研究成果对洞室施工具有指导意义。

对盾构出洞口涌水涌砂灾害问题作了分析。利用Midas-GTS软件，建立了盾构出洞施工的有限元模型。考虑盾构出洞施工的渗流-应力耦合效应，研究了盾构工作井外加固土体前方高水位工况下，地下水绕加固土体下卧土层的渗流规律以及加固土体前方原状土的沉降规律。研究结果表明，在假定井外加固土体完全隔水情况下，洞门涌水涌砂灾害的发生与否受到土体加固长度、井外地下水等因素影响；土体加固长度的增加对工程安全有利，但成本较高；地下水位的降低能有效减小盾构出洞洞门涌水灾害的发生，需综合考虑工程安全性、经济性和工期等来确定合理的施工参数。

提出了南京地铁2号线新街口－上海路隧道穿越薄富含水层冻结法止水加固方案，利用ADINA有限元软件对该浅埋暗挖隧道涌水段建立冻结温度场数值模型，分析了冻结管间距、冻结盐水温度、冻结管直径对冻结壁发展速率、冻结壁厚度、平均温度的影响，以此为基础对冻结参数开展优化设计，并获得成功应用。研究结果表明：利用人工冻结技术能够有效解决这一特殊岩土工程难题。为了在支护段获得有效地止水冻土帷幕，冻结管间距应小于等于1 m；冻结工程中采取-30℃的盐水温度既能满足需冷量，又能符合经济性要求；采取大直径的冻结管对增加冻土墙厚度与降低冻土壁平均温度的影响并不显著。

泥石流松散碎屑物质具有散粒体的基本特征，在暴雨激发下容易形成泥石流，整个过程具有散粒体大变形的特征。颗粒流理论是基于离散单元法模拟圆形颗粒介质的运动及其相互作用，在模拟颗粒相互作用和大变形问题研究方面具有显著的优越性。为分析泥石流松散碎屑物质启动形成泥石流的过程及其与土体含水率的关系，采用二维颗粒流程序（PFC2D）分析降雨作用下松散碎屑物质启动形成泥石流的过程，揭示崩滑堆积体在降雨作用下含水率超过临界值后质点运动速度和位移增加，松散碎屑物质启动并加速而导致滑坡泥石流连锁式破坏的过程和机制。

采动裂隙是瓦斯运移的通道，搞清瓦斯运移规律是瓦斯治理的前提。在考虑岩石动态破坏过程和含瓦斯煤岩渗流-应力-损伤耦合的基础上，结合平煤五矿实际地质条件和开采工艺，建立了数值计算模型，应用RFPA-Gas程序模拟了近距离上保护层采动顶底板岩层变形破坏、裂隙演化规律与瓦斯运移规律。模拟结果较好地再现了保护层开采过程中煤岩层应力变化、顶底板损伤及裂隙演化过程，得到了上覆岩层移动的“上三带”（冒落带、裂隙带和弯曲下沉带）和底板变形的“下两带”（底板变形破坏带和弹塑性变形带）。得到了被保护层瓦斯流量分布、瓦斯压力分布和透气系数的变化规律，卸压煤层瓦斯透气性增大了2 500倍，得到了煤壁下方压缩区和膨胀区之间的张剪瓦斯渗流通道，并将保护层底板压缩区和膨胀区的瓦斯渗流特征提炼出来：压缩区对应的是渗流减速减量区、膨胀区由卸压膨胀陡变区和卸压膨胀平稳区组成，分别对应着渗流急剧增速增量区和渗流平稳增量区。指出卸压膨胀陡变区是瓦斯突出危险区，为近距离保护层开采瓦斯治理指明了方向。实践表明，瓦斯治理效果显著。

受沉积历史的影响，实际工程中土体的初始应力往往呈各向异性，此时传统圆孔扩张理论的假定条件不再成立，故其适用性也受到限制。借助于FLAC有限差分数值软件，建立了以压力为圆孔扩张边界的二维圆孔扩张模型，从圆孔的变形、孔周土屈服范围、圆孔扩张产生的超静孔水压力分布等方面进行分析，获得在初始应力各向异性的条件下压力控制圆孔扩张过程土体响应规律。计算分析结果表明，初始应力各向异性时，压力控制的圆孔扩张孔口径向位移、塑性区分布、超静孔隙水压力影响范围各个方向不相等；塑性区的分布具有明显的方向性，塑性区最大半径位于孔周土体初始大主应力方向上，并且其值比在相同的扩张压力作用下各向同性初始应力条件下的塑性区半径大，因此传统的初始等应力条件下位移控制的圆孔扩张理论用于分析各向异性初始应力的工程是偏于不安全的。

为了获得混凝土面板堆石坝长期力学行为（尤其流变变形对混凝土面板堆石坝工作性状的影响）定量分析成果，运用ABAQUS有限元对国内某抽水蓄能电站混凝土面板堆石坝进行了数值模拟。采用考虑非线性强度的改进双屈服面流变模型描述堆石料长期力学性能，其中瞬时塑性变形采用改进双屈服面模型确定，而黏塑性流变变形采用指数衰减函数定义。有限元分析获得坝体、单元和面板在填筑期、蓄水期与运行期的应力与变形一般规律。结果表明：运行阶段堆石流变变形对混凝土面板堆石坝应力、变形性状产生显著影响。研究结论有益于进一步了解和合理预测混凝土面板的长期性能。

数值分析方法（有限元、有限差分等）可计算边坡应力、变形和破坏，但直接计算边坡安全系数比较困难；而极限平衡法需对边坡体内力作出假设，计算精度受到限制。利用数值分析方法计算得到的应力场，重新定义推力最大原理中推力的含义，将常规边坡临界滑动场数值模拟方法作进一步的改进，提出基于数值应力场的边坡临界滑动场方法。该方法可充分发挥两大方法的优势，能够准确、方便地搜索出边坡临界滑动面位置，并给出更合理的边坡安全系数。通过两个算例的稳定性分析，并与其他方法进行比较，验证了该方法的准确性和合理性。

高填方引起的涵顶土压力集中往往造成涵顶纵向开裂，通过涵洞-填土-地基共同工作机制的研究，分析了涵洞减载的原理。通过数值模拟分析了中松侧实、柔性填料、先填后挖法以及地基处理措施对涵顶的土压力集中系数的影响。结果表明：上述方法和措施可以有效减小涵顶土压力，先填后挖法宜采用竖直边坡，开挖沟槽的宽度宜与涵洞宽度相当；涵洞地基应采用柔性处理措施，并延伸至基底以外一定的范围。研究结果可为高填方涵洞减载措施的选取以及涵洞地基设计提供参考。

孔间电磁波CT法不仅在岩溶探测以及岩浆岩地层岩石风化界面的探测，有广阔的应用前景。针对左江电站坝基岩浆岩地层的霏细岩，岩石中含石英、长石、蒙脱石等矿物，加上应力作用易隐存风化界面及软弱夹层，直接影响坝基安全。提出运用不断改进的孔间电磁波法及CT处理软件，对所获数据进行反演成像，结果显示，实际观测的吸收系数值与岩样测试结果基本吻合。在所探查的3对钻孔剖面，数字图像清晰给出了岩石结构和风化层界面深度，结果已得到钻探验证，为左江电站坝基帷幕灌浆深度提供了可靠依据。

为提高坑透数据解释效果，通过对工作面无线电波透视磁场强度的理论分析与公式推导，表明在正常煤层范围，场强值的变化主要受观测点几何位置控制；而在观测点场强路径穿过地质异常区时，主要影响因素为地质异常区内路径长及电磁波能量吸收系数值。将场强值H与观测点路径长R的乘积命名为M，则正常煤层段M可视为常量，而在地质异常存在范围，M值显著降低。将工作面划分为若干小单元，进行M值层析成像反演，可求取工作面各单元M值，再除以工作面平均宽度，得到各单元格场强值，从而获得工作面实测场强成像图。张集矿探测表明，该方法较好地反映了工作面内地质异常区的平面分布情况，回采验证探测结果可靠。作为新的解释手段，正在实际坑透探测中广泛应用。