首先简要介绍颗粒物质力学与模拟岩土材料本构特性的热力学方法，其次对力链及其对应的强弱网络的形成、力学特性与能量耗散特点与机制进行深入地分析，随后在Collins提出的土体热力学模型的基础上，考虑强弱网络结构的应力应变特征，引入合理的假设，探讨建立符合热力学原理的宏细观结合的岩土本构模型的思路与步骤

基于岩石的非均质性，假设岩石微元粘聚力服从Weibull分布，微元破坏后其粘聚力降为0，结合统计理论和岩石剪切面上剪力平衡方程，建立了岩石发生剪切破坏时的损伤演化方程。该损伤演化方程考虑了破坏微元的抗压和抗剪能力，能够反映岩石峰后强度逐步丧失过程和残余强度。将该模型编入有限元程序，数值计算了不同围压下岩石应力-应变全过程曲线，与试验曲线比较取得了很好的一致性。

根据Biot理论，利用已有的传递、透射矩阵法得到层状饱和土体内部受竖向圆形分布荷载作用下的基本解，再由Muki虚拟桩法，建立了频域内层状土-桩的第二类Fredholm积分方程。通过离散方法求解积分方程，得到了评价隔振效果的振幅比。与已知文献结果比较，验证了方法的正确性。数值结果表明：对于同种类型的振源，采用相同的隔振系统，在上软下硬的多层土体中的隔振效果比在上硬下软的土层中要好。采用较长的桩或刚度较大的桩，或桩之间的距离加密都可得到好的隔振效果。

随着大直径泥水盾构的广泛应用，盾构掘进过程切削成层土的可能性越来越大，常规的静力平衡的方法不能有效地控制开挖面的稳定。从泥膜形成的机制入手，将泥水仓中的泥浆视为由液相和颗粒相组成的两相流，将开挖地层视为多孔介质，利用多相流在多孔介质中的渗流特性提出了泥膜动态形成的过滤模型。此模型将泥膜视为控制体，并认为泥膜形成过程中遵守质量守恒和体积守恒定律，从边界条件上认为单位时间内从单元体内排出水量与土体积的压缩量相等。过滤模型较好地揭示了泥水盾构掘进过程中泥膜的动态形成过程和开挖地层力学性质的动态变化过程，对泥水盾构正面稳定有较为重要的意义。

通过解耦变换推导出三维直角坐标系下横观各向同性地基的非耦合状态方程；利用双重Fourier变换以及Cayley-Hamilton定理得到了单层地基的传递矩阵；结合边界条件和层间连续条件进而得其传递矩阵解。编制了相应程序并进行了数值计算与分析，结果表明：数值结果与已有文献结果十分吻合，地基的横观各向同性性质与成层性质对受荷地基中竖向位移和应力的影响较为显著。

针对不同诱发机制的滑坡运动特征差异，以滑坡的总斜率和阻止系数为评价指标，分析滑坡的总斜率、阻止系数与滑坡规模、总能量的关系，对比研究了地震和非地震滑坡的总斜率、地形阻止系数的特征。研究结果表明：地震与非地震滑坡的规模越大在运动过程中受到的阻止作用越小；地震滑坡和非地震滑坡的总斜率都随滑坡规模和总能量增加而减小，但地震滑坡减小的速率大于非地震滑坡；地震滑坡的平均阻止系数约为0.4～0.5，而非地震滑坡的平均阻止系数约为同规模地震滑坡的40%～50%。因此，滑坡的运动特征不仅受滑坡规模及总能量控制，还显著地受滑坡的诱发机制和地形阻止等因素的影响。

广义位势理论为岩土材料的本构关系研究指出了更开阔的数学背景。基于广义位势理论可以构造出基于应力空间的模型，也可构造出基于应变空间的模型，利用两者之间的对称关系，把常规基于应力空间的模型直接转换到应变空间中，对本构模型自身无需做任何改动。基于广义位势理论也可以对已有的本构模型进行修正，比如，可基于广义位势理论对剑桥模型进行修正，这种修正可使模型利用三轴试验的部分成果，比单纯使用压缩试验的成果要好一些。另外，也初步探讨了模型的三维化问题。

联合采用Swipe加载模式与固定位移比加载模式，对裙板式浅基础在倾斜与偏心荷载两种加载条件下的承载性能进行了比较系统的平面应变有限元分析，主要探讨了裙板式基础埋深、地基土不排水强度的非均质性对基础在竖向荷载V与水平荷载H、竖向荷载V与弯矩M加载平面内的破坏包络面的影响，揭示了地基在不同荷载分量组合条件下的失稳破坏机制。结果表明，基础埋深与地基土强度的非均质性对于地基失稳模式有较大影响，但V-H和V-M平面内的破坏包络面形状具有较好的归一化特性，并分别建议了裙板式基础在倾斜和偏心荷载作用下的破坏包络面方程。

钱塘江两岸广泛分布着冲海积粉土.通过大量的三轴固结不排水CU和固结排水CD试验，探讨饱和粉土的应力应变性状和剪胀特性。试验表明，钱塘江冲海积粉土显著的特性之一是在剪切中膨胀，剪胀主要与粉土的密度和围压有关。CU试验中密（e = 0.739～0.866）的原状样在围压600 kPa范围内剪切膨胀，稍密（e = 0.890～0.906）的击实样在围压低于400 kPa剪切膨胀。由于粉土膨胀的本质不排水强度在剪切中保持增加，对于这种情况就没有惟一的“不排水强度”；CD试验稍密（e = 0.889～0.945）的击实样在围压低于400 kPa时剪切膨胀。钱塘江冲海积粉土的剪切破坏要经历一个大的变形过程，固结排水剪切过程的应力应变性状可分为4个阶段。取应变继续而没有进一步体积变化的临界状态做破坏标准，确定粉土排水剪切强度指标较合理。

边坡的变形与其稳定性具有内在的必然联系，因而可以通过变形场来对边坡的稳定性进行判断。传统的强度折减法基于理想弹塑性模型对所有单元进行强度折减，所求解出来的变形场并不能很好地反映出边坡失稳时的真实变形。实际上，边坡的失稳是由于局部土体的强度降低所致的，因此提出只对局部土体单元进行强度折减、其他土体单元保持原有强度不变的局部强度折减法，本构模型采用变模量弹塑性模型。工程实例计算分析表明，基于变模量弹塑性模型的局部强度折减法对边坡进行稳定性分析是可行的。

针对均质饱和地基中双排桩远场被动隔振问题，首先，基于饱和多孔介质的边界元法，建立了以薄层法（TLM）基本解作为动力Green函数的饱和土半解析边界元法，该方法可有效地分析饱和半空间的土-结构动力相互作用问题。在此基础上，根据双排桩与周围土体的邻接条件，推导了双排桩对Rayleigh波散射的三维边界元方程；运用上述边界元方程，对双排桩的远场被动隔振问题进行了研究。结果表明：双排桩能够有效地降低屏障后的位移振幅，其隔振效果要优于单排桩；排间净距对隔振效果影响不大，而桩间净距则对双排桩隔振效果起控制作用。

The mechanics characteristic experiments of the weak intercalated layers in the slope rock mass are carried out. Basing on the test results, the shear deformation constitutive models are discussed. The common constitutive models are hyperbola and exponent models; but it can be indicated that the calculation results from the two models is less than the actual results. By studying the two models, it is found that the shear stiffness calculated by the two models are the 2 and 1 powers of the shear stress respectively; and which are the 1 basic function of the shear stress; and can not show the real constitutive models of the weak intercalated layers. So the power function model of the Ks –τ is built; the definition of the power function is decided by the ‘n’, which can be gotten by regressive analysis. At last, the power function models under different normal stresses. The results indicate that the power functions is more close to the experiment results. It can be said that the power function model used to describe the shear deformation constitutive model is reasonable.

从多孔随机混合介质理念出发，提出了考虑相变及未冻水影响的冻融条件下岩土类材料的导热系数计算的新方法，并根据已有的试验数据，利用多孔随机混合介质模型求出了同等条件下的导热系数，研究结果表明：模型的计算结果和试验结果基本一致，其平均偏差为2.3%，最大偏差为5.4%。另外，通过与现有的3种导热系数的取值方法的比较发现：目前广泛使用的指数加权平均法在0℃以上时计算结果较准确，但并不适合计算低温（0℃以下）岩土类材料的导热系数。加权调和平均法和加权算术平均法计算结果误差都很大，且不能反映相变对导热系数的影响。研究成果为低温相变条件下岩土介质温度场的正确求解提供了理论前提。

将杂交边界点法与迭代法相结合，求解有自由面的渗流问题。杂交边界点法基于杂交位移变分原理和移动最小二乘近似，利用基本解插值域内的场函数，而边界上的变量则用移动最小二乘近似，是一种纯边界类型的无网格方法。利用该方法只需在边界上布点而不需要划分任何网格的特性，先假定自由面的初始位置，再进行迭代求解。数值算例表明，该方法精度较高、计算量较小，适合于求解各种具有自由面的渗流问题。

基于统一强度理论，考虑渗流、各向异性、剪胀特性以及中主应力等因素的综合影响，推导了柱孔扩张问题弹塑性解答。结果表明，富水条件下的扩孔问题中考虑渗流体积力的影响是非常有必要的，不考虑渗流影响的扩孔压力比实际工程偏小；渗流体积力越大，塑性区半径越小。另外，传统的扩孔解答假定土体为各向同性初始应力状态高估了极限扩孔压力，也低估了扩孔过程中圆孔周边的塑性区范围，造成工程安全等级偏低。该结果为海底圆形隧道以及渗流条件下地下水平构筑物施工弹塑性分析提供了理论依据，对工程设计具有一定参考价值。

为能精确计算地铁隧道围岩内的传热量，模拟了地铁隧道围岩内的热传导，研究了地铁围岩内的温度分布规律，并通过试验结果对土体热导率进行反算。分析表明：同一时刻，距隧道壁面不同距离处的温度以指数形式进行变化，距离越远，温度越小；时间越久，隧道内流体的温度影响范围越大。除隧道外壁面外，距隧道壁某距离处的温度，随时间的增长而逐渐增长，距隧道壁较近处土体温度较高，温度增长速率随时间的增长而逐渐减小；距隧道壁面距离较远处温度较低，其增长速率随时间的增长而逐渐增大。传热时间超过某一值后，围岩内温度增长率逐渐平稳趋于一定值。根据模型试验结果能较精确得到土样的热导率数值。

改进了与CT扫描系统配套使用的三轴仪。改进后三轴仪由控温精度达到±0.1℃的压力罐和加载装置组成，能够实现对冻土力学试验过程真正的CT实时动态监测。对不同温度条件下的冻结兰州黄土单轴压缩过程进行了CT动态扫描， 得到如下结论，应变0～0.7%的阶段，试样发生弹性变形，CT数轻微增大；应变0.7%～6.5%的阶段，开始发生塑性变形，但还没有发生损伤，CT数变化不大；当应变大于6.5%时，试样的CT数明显变小，损伤开始发生，直至应变达到10%时，试样发生破坏，随后CT数也急剧减小。因此，冻结兰州黄土的屈服应变为0.7%，损伤应变临界值为6.5%，破坏应变临界值为10%。另外，温度对试样的CT数也有影响，在-0.6～-1.7 ℃的温度范围内，试样CT数变化具有很明显的规律，即温度越低，CT数越小，在-1.7 ℃和-5 ℃试验条件下CT数变化不大。

RKPM是基于核函数（样条函数）近似的一种典型无网格计算方法。完整推导了RKPM无网格法形函数的一阶、二阶导函数，结合Kirchhoff薄板理论，建立了Winkler地基上薄板弯曲挠度的RKPM无网格法求解控制方程，编制了相应的程序，算例分析表明，该方法有效可行。

采用静止土压力系数K0描述土体初始应力各向异性程度，建立了压力控制边界条件的柱孔扩张数值模型，分析压力为边界条件的圆柱孔扩张特性。计算结果表明，初始应力条件各向异性时，柱孔周围的土体的径向位移是不相等的，扩张后的柱孔呈椭圆形，初始应力各向异性是柱孔非对称扩张的内在原因；塑性区的分布具有明显的方向性，塑性区最大半径位于柱孔周围初始大主应力方向上；在相同的扩张压力下，随不排水抗剪强度增加，土体的塑性区减小，且土体初始应力各向异性造成的土体塑性区分布各向异性程度也随之减小；在相同的扩张压力下，柱孔初始应力越大，其塑性区范围越大，且土体初始应力各向异性造成的土体塑性区分布的各向异性程度也越大。

假定各物理量沿径向不变化，建立了低应变瞬态集中荷载作用下现浇大直径管桩振动响应的计算模型和波动方程。采用Laplace变换法，求得了波动方程的频域解析解，采用Fourier逆变换求得了时域响应。将文中解计算结果与三维频域解析解进行了对比分析，文中解的入射峰-反射峰时间差与三维频域解差别很小，说明对于PCC桩这种大直径薄壁管桩，采用径向不变假定对计算结果几乎没有影响。因此，在PCC桩低应变检测波形分析时，采用基于径向不变假定的二维解是完全合理的。将文中二维频域解的计算结果与二维时域解的结果进行了对比分析，结果表明，2种解在入射波、第一个桩底反射波、第二个桩底反射波峰值大小和到达时间非常吻合，这说明考虑环向位移与否对计算结果没有太大的影响，研究PCC桩低应变动力响应的问题时忽略水平方向的位移是完全可以的。

基于某大型场平工程填筑质量抽检结果，探讨了粗料含量（粒径大于5 mm颗粒含量）、填料最大粒径以及填料级配情况对土石混合料现场压实特性的影响。研究发现：当粗料含量逐渐增加时干密度呈逐渐增大趋势，但达到90%左右时，干密度离散性较大，建议粗料含量的合理值为60%～80%；同样，当填料最大粒径逐渐增大时干密度也随着最大粒径的增大而呈逐渐增大趋势，但当超过松铺厚度（800 mm）的30%以后，干密度则逐渐减小，且离散性较大，建议最大粒径的合理值为松铺厚度的30%；填料级配良好与否和压实特性无明显的相关性，但级配应连续。该研究对类似工程有一定的借鉴意义。

针对武广高铁无碴轨道红黏土路堑基床长期动力稳定性问题，利用改造后的应力控制式动三轴仪代替国内尚无的剪应变控制式共振柱仪，测试土体疲劳动剪应变门槛值，提出了一套完整的试验方案和数据处理方法，为疲劳动剪应变门槛的确定开辟了新的试验途径。通过疲劳动三轴试验，获得了9种试验条件下红黏土疲劳动剪应变门槛值。按曲线走势特征，红黏土 - 曲线可分为稳定型、临界型、破坏型3类，且不同试验条件下同类型的曲线具有相似的走势特征；探讨了含水比、围压对红黏土疲劳动剪应变门槛的影响，给出了简单实用的疲劳动剪应变门槛经验估算公式；基于室内试验及现场动响应测试成果，采用动剪应变法初步评价了武广高铁无碴轨道红黏土路堑基床的动力稳定性，给出了不同物理状态下红黏土基床最小换填厚度建议值。研究成果为我国高速铁路无碴轨道土质路基动力稳定性评价及路堑基床换填厚度的确定提出了新的思路，也为红黏土疲劳特性的深入研究提供了宝贵的第一手资料。

以广西膨胀土为研究对象，考虑气象因素的影响，模拟单锚和框锚结构，进行了现场试验测试。膨胀土与结构物共同作用的结果表明，大气剧烈影响深度范围内土体的胀缩性会对锚杆的工作状态产生较大影响，实际工程中可以考虑对大气剧烈影响深度范围内的锚杆设置自由段。在雨季，框架梁可通过锚杆对梁的约束限制土体膨胀变形，维持土体干密度，进而阻止土体强度的衰减，以达到防止边坡发生浅层破坏的目的。膨胀土吸湿膨胀时，由于框锚结构是半刚性的体系，随着变形协调的过程，框锚结构会释放部分膨胀力，这使梁底土体反力维持在一个定值左右，同时，土体反力呈现中间大两边小的分布形式。现场试验测试结果可对框锚防护系统的设计起到优化的作用。

隧道变形失稳过程与破坏判据研究是地下工程的热点与难点之一。运用耗散结构理论，分析了隧道变形失稳的能量耗散过程与演化特征；结合热力学基本定律，研究了整个隧道系统的能量耗散机制，建立了隧道变形失稳的能量演化模型。在此基础上，分别给出了大数据量（≥3 000）与小数据量（<3 000）条件下稳定性演化过程的能量判别准则；根据隧道系统变形失稳演化各阶段特征，提出了其失稳破坏的能量判据。将研究成果应用于广州地铁某立体交叉隧道的稳定性分析，验证了该能量演化模型与判据的合理可靠性，其结果对隧道稳定性状态的判别具有一定指导意义。

为了分析地基中的椭球形空洞的稳定性，利用叠加原理得到了线弹性各向同性无限大体中在远场三轴应力作用下椭球形空洞壁上出现极值的关键点应力精确解，为此又采用Matlab程序求解当s(短、长半轴之比)趋近于1时的极限而退化成球形空洞的应力精确解。最后利用摩尔-库仑准则判定椭球洞在三轴应力作用下的稳定性。分析结果表明，在远场应力状态相同的条件下，椭球洞相对于对应的椭圆孔不易失稳，指出土洞的三维椭球洞模型要比对应的二维椭圆孔模型和球形空洞更符合实际。

通过扫描电镜和压汞试验，对不同温度和动水压力条件下，CO2水溶液溶蚀前后的灰岩微观结构进行研究，定性分析并探讨溶蚀作用的微观机制。首先，灰岩的溶蚀作用受岩性和结构控制，相同条件下微晶灰岩溶蚀速度和溶蚀量比鲕粒灰岩小；其次，温度和动水压力的影响较显著，动水压力高使得岩样表面的孔隙、裂隙增多并加深，析出的晶体大小悬殊，多为不规则的他形，温度升高会加剧溶蚀和结晶作用，使结晶体粗大且晶形完好。另外，灰岩在发生表面溶蚀的同时还发生孔隙结构特征改变，孔隙结构变得不均匀、不连续化，产生次生孔隙和次生矿物，受动水压力影响，灰岩的渗透性降低，结构面的连接会弱化。这些微观溶蚀特征也很好地记载了溶蚀作用过程中的信息及其结果。

从低强度桩复合地基沉降变形模式出发，建立了一组低强度桩复合地基沉降计算的应力-应变协调方程。推导方程过程中，考虑了桩-土-垫层之间的相互作用，得出了桩土应力比和等沉面深度的解析解，并且进一步得到了桩和桩间土体的应力分布规律、压缩变形量、桩体上刺入垫层和下刺入下卧土层的刺入量。在此基础上，通过与复合地基下卧土层的压缩变形量求和，最终推导出了低强度桩复合地基的总沉降计算公式，为低强度桩复合地基的沉降计算提供了一种科学方法。

以极限分析上限理论为基础，利用旋转块体集的组合来构造条形锚板的运动许可速度场。分析了不排水黏土中深埋和浅埋条形锚板的抗拔承载力上限解，研究了锚板在不同埋置倾角和深度条件下的抗拔承载力和破坏面的特性，并将计算结果与已有计算方法进行了对比。分析结果表明：在不排水黏土中深埋条形锚板抗拔承载力与锚板的埋置方位和锚板的粗糙度无关，但完全光滑条件下破坏面扇圆部分的半径只有完全粗糙条件下的一半；在考虑无重土情况下浅埋条形锚板的抗拔承载力系数随锚板埋深比的增大而增大，破坏面也随埋深比的增加而逐渐扩大。所得上限解与已有文献解答较为吻合，而且求解所得破坏面更为直观，能为工程设计提供参考依据。

为了获得红黏土地基承载力和变形参数在横向和垂向上的定量数据及分析它们的变化规律，选取厦门至成都高速公路湖南省郴州段典型横纵断面上的红黏土地层作为试验点，采用平板载荷试验、旁压试验等技术手段进行了原位测试。试验结果表明：红黏土地基承载力和变形模量在横向较小的范围内呈现较大幅度的变化，在垂向上则呈现先增大再减小的变化趋势，与红黏土赋存厚度、地形地貌、含水率等相关；旁压试验所测得的承载力特征值和平板载荷试验测得的承载力特征值之间存在一定的差异性；旁压模量与变形模量可以通过结构性系数联系起来，所得的结构性系数与Menard根据大量黏土试验资料对比所得到的结论较为一致。

为了揭示天津滨海地区咸水储能回灌过程中含水层渗透性变化的机制，采用室内土柱试验的方法研究不同温度下咸水储能回灌过程中含水层胶体的释放量、释放速率以及胶体释放对含水层渗透性的影响，同时探讨了胶体释放过程中Ca2+的变化特征。研究结果表明，咸水储能回灌过程中含水层胶体释放是脉冲式的，表现为突然增加，然后缓慢降低，大约20个孔隙体积为一个周期；胶体累积释放量随着孔隙体积数的增加而增加；胶体释放量与孔隙体积数为分段函数，不同阶段胶体累积释放量增长幅度和释放速率发生变化。胶体释放过程中含水层的渗透系数随着孔隙体积数的增加呈“S”型曲线；0℃、10℃和20℃情况下咸水含水层渗透系数分别增加了4.02倍、12.21倍和6.63倍；不同温度下虽然含水层渗透系数开始有差异，但60个孔隙体积数后渗透系数均接近15 cm/d左右。胶体释放过程中也存在着Ca2+-K+、Na+ 阳离子交换作用，不同的温度下这种交换作用动态特征不同。

含水率对土工格栅加筋膨胀土结构的运行具有直接影响，而国内外对其作用机制少有研究。为此，采用填土尺寸为600 mm×600 mm×600 mm的大型叠环式剪切仪进行一系列拉拔试验，研究了含水率对土工格栅与膨胀土界面拉拔性状的影响。试验结果表明，含水率对拉拔力与土工格栅位移特征、界面应力变形特征、界面强度参数等具有显著影响。含水率较高，土工格栅发生刚体平动的时间较早，刚体平动时的单宽拉拔力更接近峰值，界面更偏于理想刚塑性特征；含水率较低，界面似黏聚力较大；而含水率对界面似摩擦角的影响不显著。

库水位升降过程中，会引起边坡体内孔隙水压力分布的变化，对边坡的稳定性产生影响。对边坡临界滑动场进行改进，提出了可以考虑水位变化过程的边坡临界滑动场数值模拟方法，方便、快速地计算出边坡局部、整体安全系数在水位变化过程中的变化历程。通过对一个典型边坡在水位上升和下降过程中的稳定性分析，并和其他方法进行比较分析，结果表明，临界滑动场方法能搜索任意形状的最危险滑面，计算的安全系数是合理的。

岩石锚杆锚固段荷载分布规律是岩土锚固技术的关键问题之一。在拉拔试验锚杆杆体测点应变数值采集的基础上，利用复合幂函数和高斯函数对实测数据进行曲线拟合，获得了临界破坏状态下的锚固段轴力及剪应力分布情况。试验结果表明：岩石锚杆锚固段剪应力的分布集中在锚固段的前部；高斯函数可以较好地描述临界破坏状态下锚杆杆体的轴力分布；界面破坏出现在界面峰值抗剪强度远大于界面所能提供的黏结强度情况下。研究结果为锚杆的设计与计算提供了理论依据。

通过大型三轴试验，对巨粒土在低围压下的应力-应变特性、抗剪强度特性以及水对强度和变形的影响进行了分析。结果表明：在较低围压情况下，应力-应变曲线表现为弱应变软化型或应变硬化型，其形态主要决定于围压的大小，而其体变特征首先表现出体积收缩，随着轴向应变的增加，逐渐转为体积膨胀，随着围压的增大，剪胀逐渐减弱并过渡到完全体缩，但体缩率逐渐减小直至趋于稳定；巨粒土的抗剪强度随着应力水平的变化，表现出非线性特性，一般随着围压增大，强度参数 降低；水对巨粒土的压缩特性和剪切特性有重要影响，主要表现为压缩系数增大，抗剪强度降低。

试验表明，随着围压增加，岩石峰后残余强度和割线模量增加，如何模拟围压对岩石峰后应变软化力学行为的影响是岩石峰后力学行为研究的关键。利用Z. Fang[1]提出的峰后强度下降指数描述围压对岩石峰后残余强度和割线模量的影响，与摩尔-库仑模型结合，建立了考虑围压影响的岩石峰后应变软化力学模型。在FLAC环境下，利用Fish函数方法开发了相应的数值计算程序。数值算例研究了Tennessee大理岩在不同围压下的应变软化过程，模拟结果与试验数据基本一致，表明建立的模型合理，可以应用于岩石峰后软化过程的模拟。

EPS颗粒轻质混合土是一种新型轻质填土材料，相比EPS泡沫块体，具有更广泛的应用前景。EPS颗粒轻质混合土的基本物理及力学性质已得到了较多的研究，但其蠕变特性研究较少。通过不同围压下EPS颗粒轻质混合土的三轴不排水蠕变试验，采用三种常用的经验模型：Singh & Mitchell模型、Mesri模型和Findley模型对EPS颗粒轻质混合土的蠕变变形进行模拟，结果表明：Singh & Mithcell模型和Mesri模型能反映蠕变趋势，但是不能拟合应变初始快速上升段，用来描述EPS泡沫块体的Findley模型在应力水平较高时，拟合效果最好，某种程度上说，EPS颗粒轻质混合土的蠕变性与EPS泡沫块体相似。推导出了一种新的半经验半理论蠕变模型，用元件模型描述弹性变形部分，用经验模型描述塑性变形部分，拟合结果表明，不管应力水平的高低，新推蠕变模型都不仅能够很好地反映EPS颗粒轻质混合土的初始快速上升段变形，也能够比较准确地拟合长期变形，即蠕变性。

云南蒋家沟是世界上著名的由降雨导致泥石流、浅层滑坡频发的沟谷之一。组成蒋家沟斜坡表层的砾石土具有孔隙度高、级配宽、不均匀系数大等特点，级配曲线为上凹型或双峰型，为内在不稳定性土。X射线衍射分析表明，粒径小于1 mm 的细粒部分主要由绿泥石和伊利石等黏土矿物及次生石英组成，黏土矿物会影响砾石土的物理力学性质。在环境电镜扫描中观测了砾石土的微观结构，发现一种特殊的“桥式”胶结结构，并在遇水条件下发生断裂，不仅降低了微弱黏聚力，而且土颗粒容易分离成粒径为数十微米的散微粒。这与砾石土中黏性部分具有高分散性有关。此外这些散微粒在自滤过程中会能发生运移，并在孔喉等处积聚而堵塞孔隙，会降低砾石土的渗透性以及有利于斜坡中暂态上层滞水的积聚。

从轴对称固结基本方程出发，通过对时间t、坐标r的Laplace-Hankel变换，再对坐标z的Laplace变换，得到三元一次方程组，解此方程组，并进行Laplace逆变换，得到了单层可压缩渗透各向异性岩基轴对称固结问题的传递矩阵，然后利用传递矩阵法，结合层间连续性条件和边界条件，得到了多层可压缩渗透各向异性岩基轴对称固结问题在积分变换域内的解。最后应用Laplace-Hankel逆变换技术得到轴对称固结问题在物理域内的理论解。编制了相应的计算程序，并进行了数值计算与分析，讨论了可压缩性和渗透各向异性对岩基固结的影响，结果表明：可压缩性越大，岩基瞬时沉降越大；渗透各向异性对固结过程影响明显，但对初始和最终沉降的影响很小。

以天津站交通枢纽深基坑工程为背景，基于开挖实测资料和数值模拟计算结果对比，对超深逆作基坑开挖卸荷引起的立柱桩隆沉、地下连续墙变形和层板变形进行了分析。结果表明，随着基坑的开挖，立柱桩与地连墙在竖直方向有一定隆起，中间柱的隆起量总体偏大；立柱桩间、立柱桩与地连墙间的差异变形随开挖的加深而持续增加，后者超过了设计控制预警值。地连墙水平位移沿深度呈近似的“弓形”曲线，坑口处有向坑外的侧移；水平位移最大值较顺作开挖小，出现的位置约为基坑开挖面以上1/2~1/3坑深处，与顺作法发生在基底开挖面附近有显著不同。水平层板竖向变形以隆起为主，最大竖向隆起出现在顶板中间区域的支撑柱附近。与此同时，文中还讨论了桩柱变形设计控制标准问题。

研究玉树地震灾区4县27乡镇的灾后重建工程地质与水文地质条件，选定了地形地貌、地层岩性、水文地质条件、场地地震烈度4个因素作为评价分区指标，构建了单因素指标评价准则，并利用层次分析方法确定了各因素的权重。在此基础上，结合模糊数学理论与方法，分别给出了基于自然单元、乡镇以及各乡镇工程建设用地、特别是极重灾区结古镇镇址的工程地质与水文地质评价结果。结果表明，除奔达乡、真达乡、洛须镇、正科乡、尕多乡等5乡镇所在地分布在工程地质条件较差和极差区，不具备重建工程地质与水文地质条件外，其余各乡镇所在地均处于工程地质较好和良好区，具备重建工程地质及水文地质条件。结古镇原镇址85%的建筑用地分布在工程地质与水文地质条件比较好的地区，只有零星的建筑用地分布在工程地质与水文地质条件较差和极差区，活动断裂穿越，距离地质灾害易发地较近，重建时要注意避让。

地铁施工引起的临近既有管道变形是城市轨道交通建设中较为关心的施工问题。目前，针对该领域的研究一般假定地基土体均质，而没有考虑地基的自然成层性，此外大多没有考虑既有管道变形与土体自由位移场相互作用的耦合效应。为此，基于弹性层状半空间地基模型，针对隧道开挖边界引入非均匀收敛变形径向土体位移移动模式，提出了层状地基中地铁施工垂直穿越既有管道变形的耦合分析方法和两阶段分析方法，并进行了算例对比和参数分析。结果表明：耦合方法在分析非均质层状地基时具有较好的计算精度，其精度要高于基于Loganathan和Poulos公式的两阶段方法；同时，地基土体的成层性对既有地下构筑物的变形性能具有较大影响。研究成果可为合理制定城市地铁施工对周围环境影响的保护措施提供一定的理论依据。

将盾构隧道管片视为分段曲梁、管片之间为铰接关系、管片与地层之间为非线性接触关系，边界采用无限元吸收地震波的反向与折射，地层服从Mohr-Coulomb弹塑性本构模型，地震波采用EI-Centro波，采用地层-结构法，应用隐式动力有限元分析地震荷载作用下管片轴力与弯矩分布情况。根据有限元计算结果，结合结构力学方法，校核管片配筋是否合理。与荷载结构法相比，其方法可模拟围岩与管片、管片与管片之间的相互关系，并可考虑锚杆等支护结构对管片受力的影响，因而，计算结果更为精确。研究为盾构隧道管片配筋优化设计，降低隧道支护成本，提供了一种管片配筋校核计算方法与设计依据。

结合一外径11.36 m、近距段净距4.0～5.7 m的上海某公路盾构隧道土体和管片位移及应变的监测成果，就后建隧道施工对先建隧道的影响进行了分析。分析结果表明，盾构的推进使隧道间土体朝掘进方向和已建隧道方向侧移，沿深度的最大侧移量发生在隧道中心深度以上0.2D（D为隧道外径）左右；盾尾到达及管片脱出注浆工况阶段，隧道间土体及已建隧道临近面上拱腰处的侧移量达到最大；已建隧道管片呈现上部内敛、下部外扩的变形形态，且临近后建隧道面变形值较大。

通过对已建水布垭超高面板堆石坝的设计经验总结，从数值分析、工程类比、坝体分区，堆石体材料压实标准、施工填筑程序、面板浇筑时机、面板浇筑时其顶部与临时坝顶的高差等方面探讨变形控制方法，归纳、总结了水布垭超高面板堆石坝变形控制的基本思路，以减小施工期坝体的不均匀沉降，改善面板在施工期、运行期的应力变形状态。

基于块体理论，针对地下厂房围岩中的关键块体，采用Newmark法进行了地震响应特征和稳定性评价方法的研究，研究表明，三向地震荷载组合作用下，在块体上引起的数值较大、作用时间很短的惯性力是关键块体产生永久位移的根本原因。块体在不同烈度地震荷载作用下其响应特征不只发生量的变化，还有运动规律、模式方面的变化。研究还发现，关键块体地震响应特征与其几何特征存在一定的相关性，并由此建立了大型地下洞室群围岩地震稳定分析的多因素、多指标评判方法。最后考虑结构面的退化效应，研究了块体地震响应特征关于结构面强度参数的敏感性，获得了一些有益的结论。

针对近年来隧道近接建筑桩基的情况较多，且施工控制难度大和造价高的问题十分突出。运用有限元强度折减法，基于Mohr-Coulomb强度准则，计算了多种不同情况下桩基础与隧道相互影响的隧道安全系数，包括桩基距隧道水平距离的影响、桩基埋深的影响和桩基荷载的影响。总结并提出了有实际意义的安全系数变化规律，计算表明，隧道近接桩基的临界距离为1倍洞径，当隧道与桩基水平距离大于1倍洞径时，桩基与隧道之间的相互影响可以忽略不计；桩基荷载的变化对隧道安全系数有较大影响，荷载增大1倍，安全系数约减小1/4。结论为隧道近接桩基工程建设提供参考依据。

目前全容式LNG储罐基础常采用低承台和高承台桩基2种形式。采用弹性振动理论，并考虑壳液耦联振动效应，对全容式储罐高、低承台桩基的抗震性能进行对比分析，给出了2种桩基础形式下全容式LNG储罐结构与基础的震动特性，包括自振周期、单桩水平地震力、抗倾覆性能、罐底周边单位长度上的提离力、储液晃动周期以及晃动波高等。分析表明，高承台桩基的水平地震响应大于低承台8.69%、垂直地震响应大于6.34%；低承台桩基的抗倾覆能力比高承台高12.11%，抗提离能力高于高承台储罐11.42%；高承台的自振周期高于低承台；低承台基础结构的抗震能力要优于高承台基础结构。其结论对桩基础全容式LNG储罐的设计与施工具有一定的参考价值。

采用普通固结仪和收缩仪分别进行蒙自重塑膨胀土浸水膨胀变形试验和膨胀土失水收缩变形试验，系统地研究了不同初始状态下膨胀土胀缩变形规律与致灾机制，并应用Does Response模型，定量模拟了膨胀土胀缩时程规律。研究表明，蒙自膨胀土胀缩变形差异较大，一般吸水膨胀率远大于失水收缩率，相似状态下试样膨胀系数越大，收缩系数亦越大，表现出较强的各向异性；膨胀土含有的大量细小黏土颗粒与较强的蒙脱石晶体矿物及显著的微结构特征，是其产生强烈胀缩变形灾害的内因与本质，而土中发育的微孔隙-裂隙结构及其初始状态，是发生胀缩变形灾害的外因。

采用Logistic回归模型进行岩溶空间发育规律评价，为深圳大运中心场地岩溶地面塌陷预测提供依据。结合岩溶发育影响因素和场地现有资料，选取地层岩性、地下水埋深、地质构造3个因素作为影响场地岩溶发育的地质因素。根据钻孔揭示的土溶洞埋藏深度频率层次聚类分析结果，将场地岩溶发育划分为<10、10～22、22～30、30～36、≥36 m共5个埋深组。将场地在平面上按10 m×10 m大小划分为6 843个评价单元。在GIS技术的支持下，以钻孔揭示的岩溶发育情况为样本空间，分别建立场地5个埋深组的3因素Logistic回归模型。通过5个埋深组的钻孔Logistic回归模型，分别计算各个埋深组情况下场地各评价单元的Logistic回归值PL。以不同埋深组土溶洞发生频率为权重，将同一位置、5个埋深组的单元PL值进行加权累加，得到场地各单元岩溶发育综合评价P值。将P值进行层次聚类分析，把场地划分为岩溶发育区、岩溶发育-不发育过渡区、岩溶不发育区。结果表明模型具有一定的可信度，可为岩溶地面塌陷评价提供依据。

日益复杂的地铁建设环境使得地铁线路布置困难、施工风险加大，同时对施工方法也提出了更为严格的要求。采用大直径盾构建造地铁单洞双线区间并在盾构隧道基础上小规模扩挖形成车站是解决复杂环境下地铁建设的一种新思路。以北京地铁14号线高家园站为背景，提出了在外径10 m的大直径盾构隧道基础上采用CRD(Cross Diaphragm)法扩挖地铁车站的两种方案，利用“地层-结构”相互作用有限元法模拟了车站扩挖施工过程，研究了结构体系的受力转换规律。结果表明：在扩挖施工中，结构受力转换频繁；结构体系的最大轴向应力位置由管片环转移到初期支护，最大剪应力位置转移到封顶块管片；管片环由受压状态为主转向受剪状态为主，初期支护、中隔板、梁柱及临时支撑以受压状态为主；封顶块管片和顶梁上部翼缘处的应力较大，应对这些位置进行加强处理。

溶洞顶板以及溶洞本身的变形是评价含隐伏溶洞岩溶地基稳定性最为直观的技术指标，在岩土自重和桩基的外附荷载作用下，确定桥基隐伏溶洞顶板安全厚度为8.0 m能够满足稳定性要求，突破了设计规范中对溶洞厚跨比必须大于0.8的要求。利用有限元计算，预测了桥基下溶洞及顶板的变形规律，采用钻孔多点位移计实现了在施工荷载施加过程中对溶洞及顶板岩体的变形的实时监测，有效验证了数值计算结果的合理性。监测结果表明：溶洞顶板不同岩层及溶洞本身的变形在荷载施加初期发展较快，相同施工荷载作用下洞体本身的应变最大，而顶板表层的应变又高于洞体上部岩层应变。

利用基于Biot方程耦合场分割算法的ANSYS有限元软件二次开发形成的岩土工程有效应力分析模块，对某水库围堤坝基进行了液化震陷分析。计算中选取具有代表性的堤坝断面建立二维有限元模型，并采用上海50 a超越概率10％的人造地震波加速度-时程作为基底输入地震。计算得到围堤孔隙水压力与有效应力比的分布情况以及震陷分布情况。分析结果表明，坝基中心部位的孔隙水压力比要比坝脚两侧的孔隙水压力比小，坝基中心部位可以不进行地基处理。该方法可为今后其他类似工程的设计和施工提供参考。

关角隧道是西（宁）格（尔木）二线的控制性工程，在隧道入口处存在长约450 m的砂层，施工难度较大。由于在3台阶施工中出现了冒顶事故，故提出了4台阶施工的设想，并利用三维数值计算模拟了4台阶开挖支护过程，揭示了隧道的空间变形、地表沉降和初支受力特征。通过与3台阶施工模拟结果对比证实了4台阶方案的优越性；现场施工和变形量测结果表明，采用大拱脚断面形式和超短四台阶施工方案，施作长大水平超前管棚、设置临时钢横撑、缩短仰拱封闭距离等是保证大断面浅埋砂层隧道安全施工的有效方法，对其他类似工程施工提供了宝贵的工程经验。

针对雷公浦小净距隧道后行左洞洞口段具有半硬岩层半软岩层的特点，在开挖过程中，按照新奥法对隧道地表沉降、拱顶下沉、水平收敛、中间岩柱的位移、锚杆轴力、围岩压力和钢拱架应力等项目进行监测。监测结果表明，采用预留核心土法可以较好地控制围岩变形和应力；后行洞的拱顶沉降大于先行洞，且软岩一侧的下沉量更大；中间岩柱较薄弱，开挖初期往先行洞方向移动；降雨对围岩变形和压力影响较大，施工中应引起重视。研究结论可为类似条件下工程的设计、施工和监测提供借鉴。

城市轨道交通和其他市政地下工程建设难免造成周边建（构）筑物的变形，确定建（构）筑物的变形控制指标是进行安全监测和控制的基础。总结目前建（构）筑物控制的各类变形参数，对其定量化研究成果进行归纳，根据收集的大量变形监测资料，划分建（构）筑物的变形损坏等级，对其沉降、差异沉降和倾斜等常规监测项目进行重点分析，并研究了建筑尺寸和变形量、损坏等级的关系。研究结果表明，砂土地层独立柱基的建筑易于产生变形破坏，应防止建筑过量沉降引起的其他变形损坏；建（构）筑物的角变量小于0.002时一般未出现较大影响；建筑尺寸影响变形的大小，应密切关注易于出现变形损坏的多层、高层建筑。

地铁3号线是西安市轨道交通线网中西南至东北方向的主骨架线，由于西安市特殊的地质环境，工程建设中会遇到地面沉降和地裂缝等不良地质问题，因此，必须在工程建设前对3号线沿线地面沉降和地裂缝的发生原因、分布范围及发展趋势仔细进行研究。通过对地铁3号线沿线的实地踏勘，对前人研究资料的收集与分析认为，地铁3号线涉及了辛家庙、胡家庙、金花南路、观音庙、小寨5个老沉降中心和高新区、曲江新区2个新沉降中心，老沉降中心及曲江沉降中心目前沉降速率均较低，危险性小，新沉降中心鱼化寨目前地面沉降速率较大，危险性中等；地铁3号线与7条地裂缝在12个地段相交，其中危险性大的有6处，危险性中等的有5处，危险性小的有1处，要特别注意从吉祥村到小寨段与f7地裂缝的相交段。根据地面沉降和地裂缝对地铁工程影响的特点，提出了相应的防治措施。文中研究成果对西安地铁建设具有很好的参考价 值。

通过开展未加固边坡、初步加固设计、变更加固设计、推荐加固等条件下边坡及加固稳定性的研究对比，探讨了三峡库区云阳龙洞抗滑桩加固边坡的失稳机制。研究结果表明，龙洞滑坡抗滑治理失效有2个主要原因：（1）非饱和土边坡基质吸力的丧失和重度的增大使得边坡安全系数大大降低；（2）加固设计没有针对该边坡上部和下部存在的两个都会导致局部失稳的滑动面进行有效地加固。同时研究表明，文中推荐的加固方案能够较好地控制两个局部滑动面，使得边坡整体和局部均处于稳定状态，可取得良好的加固效果。

结合现有的实际滑坡场地，开展了关中盆地黄土塬边的高边坡稳定性研究。基于弹塑性理论和非关联流动法则，根据双剪统一强度理论，建立了双剪统一弹塑性本构模型的显式有限差分格式。针对陕西省泾阳县南塬高边坡滑坡的现场勘测和室内试验，分析了滑坡的规模和滑坡前后的地形特征。在此基础上，还原了滑坡前的边坡地形概状，建立三维计算模型并运用三维拉格朗日有限差分方法分析了中间主应力对高边坡稳定性的影响；然后考虑中间主应力的影响对不同地下水埋深和渗流时边坡的稳定性进行分析。结果表明，考虑中间主应力情况下，随着地下水位升高，坡顶水平向位移增大；当不考虑渗流时，坡顶水平位移增大到一定值后边坡达到稳定状态，而考虑渗流时坡顶水平位移持续增大，并且容易发生突然的破坏失稳。期望对泾阳南塬滑坡群的破坏机制研究提供一定参考。

多年冻土地区铁路路基的振动与环境变化对路基稳定性的影响问题日益突出，为了评价这种影响引起的青藏铁路多年冻土区冻土的变化状况，首次应用了一种简便、高效、环保的瞬态面波勘探方法对其天然地表和典型结构路基及其下部多年冻土层进行了勘探。试验数据良好、频散特征显著，通过反演分析得到了青藏高原多年冻土地区天然地表和典型结构路基下部土体的剪切波速度剖面和多年冻土的分布。勘探结果表明，青藏铁路北麓河试验段勘探区内多年冻土上限一般为2 m，层厚为20 m左右，多年冻土层Vs平均为600 m/s以上。该结果与该区地质钻探编录和钻孔波速测试结果较为一致，说明瞬态面波勘探在自然环境严峻的青藏高原多年冻土地区有着良好的适用性。

目前承灾体易损性评估尚处于经验评估阶段，制约了单体滑坡灾害财产风险评估的定量化程度。为此，针对典型承灾体（建筑结构物），提出一种单体滑坡灾害财产风险评估模型。认为财产风险是坡体失稳概率、承灾体在滑坡作用下的失效概率以及承灾体价值的乘积。避开了易损性评估，从一个新的角度来评估滑坡灾害财产风险。通过研究，验证了该模型正确反映了滑坡成灾过程中各种因素对财产风险的影响，从而为单体滑坡灾害财产风险的定量化评估提供了新的途径。另外以该模型应用研究为基础，提出承灾体安全范围的概念，对于每一个承灾体而言，将单体滑坡灾害影响范围划分为：危险区域、相对危险区域和安全区域，为建设工程选址或场地风险评估提供了实用指标，具有一定的工程实用价值。

从康家湾铅锌金矿Ⅲ-1号矿体上盘围岩取大量岩样，分别加工制作了50个压缩和拉伸试验的试样。利用RMT-150B伺服试验系统对试样进行单轴抗压、抗拉试验，各获得了50个试验结果。采用假设检验法，分别对50个单轴抗压强度和50个抗拉强度进行检验，结果表明，它们分别服从正态分布和对数正态分布；对50个 、 和50个C、 ，进行不放回抽样，组成50组E、 、C、 。利用FLAC计算软件，对硐室围岩中的应力进行了计算，分别获得了50个最大主应力和50个最小主应力；采用同样假设检验法，证明它们分别服从对数正态和正态分布；根据单轴抗压、抗拉强度及围岩中的最大主应力、最小主应力概率密度函数，计算了硐室围岩不发生拉伸破坏和压缩破坏的可靠度；并对硐室围岩抗剪强度的校核，得出了该地下硐室围岩稳定的结论。

参照现有的静力法计算桩侧摩阻力的公式，提出了根据固结快剪c、j指标计算桩侧摩阻力的计算公式，其中有多个参数待定。根据收集到的上海地区19个工程摩擦型预制桩的试桩成果，采用最小二乘法，确定了上海地区主要软土层的待定参数，由统计得到的桩侧摩阻力的计算公式，计算出各试桩在各主要软土层的桩侧摩阻力和各试桩的极限承载力。结果表明，同一土层的各试桩桩侧摩阻力相关性较好，基本符合正态分布规律；单桩承载力计算值与实测值之间的误差较小；用上海地区主要软土层固结快剪c、j指标的上下限可以计算得到桩侧摩阻力上下限，根据19个工程统计得到的平均桩侧摩阻力在上下限之间；桩侧摩阻力的深度效应不明显，桩端持力层条件对桩侧摩阻力发挥有影响。

水工防渗帷幕作为大型“地下挡水建筑物”，通常因建设条件隐蔽、技术复杂、造价高昂而构成工程兴建的关键要素或决策焦点，制约工程成败。以一大型防渗帷幕工程论证为载体，阐述了坐落于复杂岩溶暗河背景下的防渗方案论证、优化比选、节点路径等关键技术，并探讨了地下幕体施工质量的“后评价”技术。纵观该工程从前期论证、实施到运行的全过程，均已做到了精心、精准和精确到位（可靠性），取得了全面的成功，具有一定的推广应用价值，可为我国其他同类工程提供参考和借鉴。

将单桩视为平面问题，采用二维离散单元法分析了砂土中单桩竖向抗压承载机制。首先利用离散元模拟地基的形成、挖孔灌注桩的成桩过程以及地基土的双轴压缩试验；然后通过离散元模拟单桩竖向抗压静载试验，分析其承载机制。结果表明：随着桩的沉降增大，桩端阻力一直增大，桩侧摩阻力先增大后达到稳定值；单位桩长侧摩阻力从桩顶到桩端呈非线性增长趋势；当荷载达到桩的极限承载力时，桩端发生刺入破坏，导致桩侧与桩端附近土体的转动场梯度、应力场梯度增大，主应力发生大角度旋转。

应用角点非共轴本构模型结合有限元方法分析浅基础的受力沉降问题。当非共轴塑性模量较小时，包含非共轴模型子程序的ABAQUS的非线性计算可能不收敛。深入地分析表明，不收敛问题是由于在塑性变形刚开始时，非共轴的塑性应变增量明显大于共轴的塑性应变增量。为了克服数值不收敛问题，对原有的角点非共轴模型加以改进。在改进的模型中，非共轴塑性模量是累加塑性剪应变的函数。计算结果表明，这个改进的非共轴模型提高了非线性计算的收敛性，同时保持了原有非共轴模型的功能。

基于Fluent气固两相流，运用 湍流模型，对风沙环境下沙漠路基的风蚀破坏规律进行数值模拟研究。分析路基不同横断面下风沙流扰动、增速、减速、恢复的过程，以及路基障碍物的存在对风沙流扰动后造成的风速减弱区和恢复区，总结路基坡面特征点的风速变化规律，与现场实测结果作比较，二者具有很好的一致性。研究结果表明，不同路基横断面下风速减弱区和恢复区的分布对路基高度变化敏感，受边坡坡率的影响较小，不同路基高度、不同边坡坡率下路基沿程风速变化明显不同。边坡坡率一定，随路基高度的增加，路基周围流场扰动被增强，迎风坡坡顶风速增大显著，背风坡坡底风速下降愈明显；路基高度一定时，边坡坡率越小，路基沿程风速变化越平缓。当边坡坡率为1:3时，路基模型高度由1m增加到3 m时，迎风坡坡顶风速增加12%，背风坡坡底风速降低约80%。建议为避免沙漠路基的风蚀破坏，路基高度不宜太大，边坡坡率较小为宜。

多孔介质中的流动问题，与孔隙介质的特性，含水量状态以及含水量的变化历史密切相关。基于毛细循环滞回理论模型，考虑含水量变化历史对土水特征关系的影响，在开发的U-DYSAC2有限元程序中进行了相应的数值实施。在试验给定的初边值条件下进行了非饱和渗流模拟分析，并将模拟结果与实测数据比较，表明在压力边界条件反复变化下，考虑滞回效应能获得更接近实测的结果，证实该模型在模拟各种循环变化条件下非饱和土渗流初边值问题的适用性与必要性。对入渗重分布反复变化条件下非饱和土柱流动的数值模拟表明，考虑滞回与不考虑滞回条件下，含水量、孔隙水压力和湿峰的迁移的预测在入渗后的重分布过程差异较大。考虑滞回效应时，土柱上部的脱湿速率、下部的吸湿速率比不考虑滞回时要低。从而证实了非饱和多孔介质中的土水状态依赖于含水量变化，而且强烈依赖于土体的水力路径变化。因此，循环边界条件变化下，毛细滞回效应在非饱和渗流模拟中的影响显著，必须加以考虑。

岩体地区地质灾害的发生和发展取决于岩石细观组分的运动学行为。研究岩石运动学行为时通常将岩石作为整体研究对象较多，而直接以细观组分为对象的研究较少。以石灰岩为例，根据室内试验获得的岩石力学性质指标，使用基于非连续介质理论的颗粒流方法，将材料离散成刚性颗粒组成的模型，把颗粒细观变化与宏观力学特性联系起来，建立了石灰岩的细观结构模型，获得了颗粒接触力、颗粒接触模量、接触连接强度和连接刚度比等细观力学参数。由于文中直接以细观成分为研究对象、反映了岩石和岩体组成的本质特点，所得结论不仅对含裂隙岩石本构关系研究具有广阔的应用前景，而且对岩体工程性质和地质灾害机制研究也具有重要的理论意义。

论述了考虑开挖卸荷效应的二维位移反分析方法。对龙滩水电站左岸岩质边坡1-1剖面进行地质概化、施工开挖分区和开挖扰动分区，建立有限元计算模型。根据试验和现场实测资料，确定待反演得参数和取值范围，通过二维弹塑性有限元方法与神经网络-遗传算法相结合反分析出岩体力学参数。基于该参数的正分析计算结果表明，计算位移与监测位移趋势一致，量值吻合。开挖面附近最大压应力约为1.0 MPa左右，开挖面附近基本上没有拉应力区。开挖完成后的塑性区主要分布在坡顶和开挖面及大断层附近，而且基本上发生在开挖损伤区和部分卸荷影响区。

采用三维颗粒流程序，进行了粗粒料的三维颗粒流数值模拟试验，试验过程中保持平均主应力和中主应力系数不变，研究了不同平均主应力和中主应力系数下粗粒料的变形和强度特性。通过比较粗粒料真三轴颗粒流模型试验结果和室内真三轴试验结果，发现三维颗粒流程序能够较好地模拟该种材料的三维力学特性。基于已提出的统一破坏准则理论，通过调整准则中的材料参数，发现该准则能够较好地描述粗粒料的室内真三轴试验和数值模拟试验结果。

影响黄土湿陷性等级的因子之间存在着相关性，针对这一问题，利用聚类分析和因子分析理论研究了因子之间的相关性，并建立了分析模型。选用天然重度、干重度、孔隙比、含水率、塑性指数5项指标作为评价因子，以湿陷系数作为评价指标，通过聚类分析和因子分析表明黄土的天然重度、干重度、孔隙比对黄土湿陷性等级影响具有共性，可归为一类因子；含水率和塑性指数分别为一类，这样就将相关的原始因子转换为相互独立的因子。将聚类分析和因子分析引入黄土湿陷性系数等级评价中，不仅保留了原始因子的信息，而且还消除了多重共线性的影响，减小了误差，提高了分析结果的准确性。工程实例分析表明，提出的分析模型与实际工程相吻合，具有重要的工程实际意义。

结合小净距隧道工程特点，分别建立不同跨度小净距隧道有限元计算模型，对隧道施工过程力学特征及围岩稳定性进行对比分析，以研究三车道大断面小净距隧道区别于两车道小净距隧道的基本力学特征。分析结果表明，对应不同隧道跨度、隧道净距和围岩级别对隧道施工过程中围岩稳定性的影响有显著差别，相同隧道净距条件下，三车道小净距隧道围岩应力状态比两车道隧道差，净距越小，差别越大，而围岩质量越低，差别也越显著；另外，在质量较差的围岩中，大断面小净距隧道围岩受力最薄弱部位主要集中在岩柱雁形部，而两车道小净距隧道则为岩柱中部。研究结果可为大断面小净距隧道的设计、施工提供有益的参考。

土体由于沉积而具有天然的非均质性，但关于非均质地基中隧道开挖面稳定性的研究却很稀少，在实际盾构隧道工程中均按均质地基对待。但这一简化并没有考虑非均质性对保持开挖面稳定所需最小支护压力的有利作用，以及对破坏模式的影响。故文中采用基于tresca准则的弹塑性有限元法来研究黏聚力随深度线性变化的纯黏土地基中平面应变隧道的开挖面稳定性，模拟了土体失稳渐进破坏的全过程。最终验证了无量纲化的有效性，得到了各种工况时保持土体稳定的最小支护压力值，并发现了黏聚力线性变化斜率对深埋隧道破坏模式的影响，可为理论分析和工程实践提供依据。

以粤北山区高速公路某路堑边坡为研究对象，通过离心模型试验及有限元模拟其施工过程，揭示开挖卸荷过程中的变形特性及稳定机制，探讨锚杆在边坡稳定中发挥的作用。结果表明，开挖卸荷引起松弛变形，变形量从坡顶向坡脚逐渐增大，从开挖临空面向坡体内部逐渐减小，最大值出现在坡脚，且在坡脚形成塑性区；锚杆支护后提高了加固部分土体的强度，减小了下级开挖引起的松弛变形，限制坡脚塑性区的发展。锚杆轴力沿杆体不均匀分布，其规律与锚杆长度有关，且一般下层锚杆轴力较上层大。锚杆支护不仅提高施工期的稳定，还可有效减弱应变软化对边坡长期稳定的不利影响，提高安全储备。研究成果对高速公路路堑边坡的设计及施工具有指导意义。

在混凝土细观损伤的CT试验基础上，以密度损伤（CT数变化）变量为基础，建立了混凝土分段损伤演化方程，以此进行了混凝土试件单轴受压的细观损伤数值模拟。并从混凝土破坏图和荷载-位移曲线图两方面比较了数值模拟结果与CT试验结果，结果表明，试件破坏时裂纹扩展过程与CT观测到的相似，实现了将细观密度损伤（CT数变化）与试件的宏观力学性能的劣化相联系，为改进试验设计提供了力学依据，并使在可靠和有效的前提下用数值方法取代部分试验成为可 能。

数值模拟研究了马蹄形隧道在不同载荷下从围岩初始损伤至失稳破坏的破坏过程，分析了侧压力系数 对隧道的初始损伤、拱顶位移、围岩应力分布特征和围岩损伤破坏模式的影响，研究结果表明，损伤机制与 密切相关，当 较小时，在空间上初始损伤分布具有较大的离散性，以拱脚、拱肩和拱顶位置为主；当 较大时，初始损伤以拱顶的拉伸损伤位置为主；拱顶垂直方向的位移随 的增大而减小，且随埋深的增加而增大；隧道围岩的最大和最小主应力随 的增大而增大，隧道围岩应力分布和应力集中程度受隧道形状的影响显著，在一定范围内，隧道形状比离自由面的距离作用机制更为强烈；在破裂模式上，当 较小时，裂纹以垂直方向开裂为主，随着 的增大转变为以水平方向开裂为主。

固化土和土工格栅护岸工法（SG-WALL工法）是一种采用固化土和土工格栅加固港口护岸结构的新型工法。它的抗震性能已经通过一系列振动台试验得到了确认。为了能够数值再现SG-WALL结构在地震荷载作用下的动力反应，对SG-WALL结构的振动台试验进行了动态数值模拟研究。试验和模拟结果的对比表明，数值模拟方法能够再现SG-WALL结构在振动荷载作用下的主要动力特征。模拟结果还表明：固化土的长度对SG-WALL抗震性能起到重要的影响；土工格栅的最大拉应变发生在与排桩的连接处，并且沿着远离排桩的方向逐渐减小。

南水北调中线工程中，渗流问题是影响渠道衬砌及渠坡稳定的关键因素之一，在具有承压水地层的深挖方渠段尤其如此。为更全面分析该类渠段渗流场分布特征及渗控措施合理性，采用渗流自由面、密集排水孔三维有限元精细模拟技术，针对典型深挖方渠段建立渗流模型，模拟渠道渗流场分布，分析渗控措施的效果。结果表明，在具有承压水地层渠段布置排水垫层，并结合逆止阀以及渠坡排水孔等综合措施，能有效降低渠底衬砌板下扬压力，为工程安全运行提供有力保障。

主成分分析法能够在保证原始数据信息损失最小的情况下,以少数的综合变量取代原有的多维变量,使数据结构大为简化。试验选取了能间接反映岩石质量的5项主要指标，分别为岩石的干密度、变形模量、饱和吸水率、干抗压强度和纵波传播波速。采用主成分分析法对这些间接指标进行相关的数值处理,得出了评价岩石质量的数学模型。在对16组岩石样品的5项指标进行室内测试后，运用该模型对岩石样品的岩石质量进行了评价，并对该16组岩石样品的岩石质量进行了排序，将评价结果与实际样品进行对比，结果表明，该模型的评价结果与岩石的实际质量有很好的符合性。主成分分析法用于评价岩石质量有较高的可信度，并能够客观、准确、迅速地评价某种岩石的岩石质量。

以某城市大型地铁车站基坑为研究背景，对基坑围护结构及其变形监测方案进行了设计，并对基坑围护结构变形的现场监测数据进行了分析，重点分析了基坑施工过程中围护结构的水平变形随基坑开挖深度和时间的变化规律。建立了弹塑性有限元模型，并对地铁车站深基坑开挖进行施工仿真模拟计算，将获得的围护结构变形结果与监测结果进行了对比分析，再引用多种围护形式对基坑变形进行敏感性因素分析。结果表明：钢支撑+围护桩的围护形式对基坑土体的侧向变形有较好的限制作用，有限元数值计算结果与现场实测结果比较一致，有限元计算的结果是可信的，改变钢支撑的施作位置对限制基坑的侧向变形有重要作用。随着围护桩入土深度的增大，土体向基坑内侧变形的趋势有所减缓。

软土土性指标作为软基处理设计的基本参数，其变化具有很强的地域特征和显著的不确定性。目前，对软土土性指标统计分析集中在软土物理力学指标的相互关系和分布规律等方面，采用的样本为室内试验和原位测试数据，没有考虑不同试验方法对土性指标不确定性分析的影响。将天津软土作为一个独立的统计单元体，研究了该地区软土物理力学指标的变化范围、变异性、指标间的相互关系和各指标的概率分布模型，得到了天津软土物理指标与压缩指标、强度指标间的统计关系经验公式以及土性指标的概率分布模型；并分析了直剪试验、三轴试验、十字板剪切试验3种不同方法抗剪强度试验结果的相互关系，提出了利用随机因子分析法对试验方法不确定性进行概率评定。研究成果为软土地区工程土工参数的取值提供了依据和参考。

江苏省响水海上风电场位于响水县陈港附近海域。由于海上风机群桩基础复杂的工程特性，地基基础设计是该工程的技术难题之一。考虑了静力工况和循环风荷载工况，对响水2 MW风力发电机组群桩基础的变形特性进行了计算和分析。计算结果表明，静力荷载工况下基础变形在允许范围内，考虑循环风荷载时的变形较静力荷载工况的方案略有增大；桩土系统随着深度水平位移和影响范围逐渐减小，竖向最大沉降量基本不变，影响范围有一定扩展；桩土系统的受力变形特性不仅取决于所受到的荷载组合，也取决于地基条件。

介绍了一种直剪式模型试验设备，该设备可用于边坡（滑坡）抗滑结构的室内模型试验研究。该模型试验设备包括剪切系统、加载系统和量测系统。其中剪切系统包括上剪切盒、下剪切盒及钢质直线导轨，上下剪切盒通过钢质直线导轨连接在一起；加载系统包括荷载传感器、液压千斤顶及反力架，剪切系统和加载系统通过钢板底座连接为一个有机整体。在详细分析该模型试验设备的设计制作及其优缺点的基础上，将其用于单排注浆微型桩抗滑结构的模型试验研究中。试验结果分析表明，该直剪式模型试验设备具有较好的实用性，可进一步应用于类似的模型试验研究中。