从影响煤与瓦斯突出的地应力、瓦斯、煤岩物理力学性质和地质构造因素出发，提出把煤与瓦斯突出的过程划分为突出源的形成发展、突出的激发和发生三个阶段。以南桐煤矿典型突出事故为例，用演绎法探讨了突出激发与发生的条件。结果表明，一切由振动产生的岩体裂隙和冲击载荷是导致煤与瓦斯突出的激发条件，并根据充瓦斯煤的损伤蠕变方程，得到了预测延期突出的时间。根据突出过程中的能量转换关系，得到了突出的起动速度和瓦斯临界压力表达式，对煤与瓦斯突出发生涉及的几个难点问题进行了讨论。揭示了煤与瓦斯突出的主要能量是瓦斯膨胀能，突出时喷出的瓦斯由多个来源的瓦斯组成，且地质构造区在采矿过程中容易形成有利于突出的源。

目前国内关于CO2地质埋存课题的研究已经起步，其中与岩石力学有关的工作急需加强。为此，考虑到向含气地层中注入CO2时岩石、气体和温度的相互作用，将CO2视为理想气体，使用Drucker-Prager屈服准则和‘无拉应力’判据，建立了一个热-气-应力耦合模型并研制了相应的二维有限元程序。假定了一个由下部注入层和上覆冠石层组成的CO2埋存地质系统，以此为数值模拟的对象，分析了CO2在不同的注入速率和注入时间条件下岩体的中的位移、应力、受拉与塑性破坏区的变化和分布情况，结果显示，为保证CO2注入岩体的稳定，应优择最佳的注入速率和注入时间。

根据设计改装的循环动单轴压缩试验，研究不同含水率、不同轴向应力水平、不同循环加载次数、不同应力加载路径条件下路基土的塑性力学行为，并结合shakedown概念，界定了循环动荷载作用下红黏土的安定界限（shakedown limit）和临界应力水平，系统地分析了影响循环动荷载作用下路基土力学行为的因素和永久变形的发展趋势，以及路基土在循环载荷作用下的力学行为发展规律。通过试验结果的分析，把红黏土的塑性变形分为稳定、破坏和临界3个阶段，并按3个阶段划分出可接受状态和不可接受状态，由此确定路基红黏土在循环荷载作用下的临界应力水平为41.8 %。

在煤与瓦斯突出中，煤体自组织地形成最具抗力的球盖壳形式来抵抗被突出，煤壳一旦解体便丧失承载能力，高位势煤岩系统中与单个煤壳突出相应的各种能量得以释放。根据反映煤岩破坏特性的塑性变形局部化理论，导得突出前煤壳形变、位移时相应于偏应力的功、能增量关系，建立了煤壳失稳解体的突变模型，并对由于偏应力作用导致煤壳失稳解体机制进行了研究，给出失稳瞬间释放的偏应力应变能表达式、煤岩系统体积应变能释放量表达式和孔隙瓦斯粉碎解体后的碎煤及与煤层瓦斯渗流形成瓦斯-煤粉两相流描述。所得结果可深化对煤、地应力与瓦斯压力三因素对煤与突出演化规律综合作用的认识。

由于地质和结构特征的不同造成的边坡变形破坏机制存在差异以及同一边坡在不同施工开挖阶段的变形规律和量值也存在差别，采用工程类比方法获得的单一的静态的边坡监测预警指标无法表达某一边坡在施工开挖过程中动态的变形规律和特征，针对该问题提出了基于设计安全系数和破坏模式的边坡开挖过程中动态变形监测预警指标的研究思路和方法，并将其应用于糯扎渡水电站溢洪道消力塘边坡755～740 m开挖过程变形监测预警指标的确定，通过与现场监测结果的对比分析表明，该边坡开挖过程中是稳定的，分析与工程实际是相符的。研究表明，基于设计安全系数和破坏模式的边坡开挖过程动态监测预警指标的研究思路和方法用于边坡在开挖过程中动态变形监测预警是可行和有效的。

在三峡水库运营后，将按计划进行周期蓄、排水。对于构成库岸边坡的岩体来说，将受到库水“饱水-风干”水-岩循环作用造成的岩性劣化，进而对坡体稳定性构成严重危害。以砂岩为代表岩体，通过试验模拟了库岸边坡岩体在库水涨落情况下水-岩作用的过程，得出了砂岩受库水“饱水-风干”水-岩循环作用后抗剪强度的劣化规律。结合试验结果，运用FLAC进行了水-岩循环作用下岸坡稳定性的数值模拟，为库岸边坡的稳定性分析提供了有益的依据。

在平面应变状态下，由于土体在应力峰值状态出现了应变局部化现象，从而变形模式失去了原有的均匀性而呈现软化特性。为此，采用常规的弹塑性本构模型模拟土体峰值前的均匀变形，对应力峰值状态则采用非共轴的分叉理论进行预测，而土样在峰值后出现不均匀变形的宏观力学特性则通过复合体理论加以描述。理论预测表明，构建这样的软化本构模型能真实反映平面应变状态下的应力-应变特性。理论分析还表明，经典的变形分叉理论中引入非共轴弹塑性模型，才能准确地预测土体的应力峰值，这是构建平面应变状态下土体软化本构模型的关键所在。

在研究滚石的运动规律过程中，滚石的碰撞恢复系数是重要的控制参数，它不仅与滚石的冲击速度、质量有关，还与滚石、坡面覆盖层的物理力学性质密切相关，目前尚无合理的计算理论，这是滚石灾害研究的一个难点问题。根据Hertz接触理论、Cattaneo & Mindlin切向接触理论，在考虑材料弹塑性特性的基础上研究了滚石法向碰撞恢复系数和切向碰撞恢复系数的计算模式，给出了具体的计算公式，并阐明了影响滚石碰撞恢复系数的主要控制因素。通过一算例的计算分析并与已有结论的比较，表明该计算模式的合理性。

在回顾国内外有关土工环剪仪研发及其应用研究工作的基础上，介绍了环剪试验设备的开发历程以及当今国际上对环剪试验系统研制方面的最新进展。总结了环剪仪在土工研究工作中的应用情况以及新的试验方法和测试技术等。着重阐述了利用环剪试验在对土峰后应变软化现象与残余强度分析、土的剪切带形成机制试验研究、地质灾害成因机制分析以及土工合成材料界面抗剪强度测定等方面研究中的主要内容、方法和成果。

沥青混凝土的本构模型参数与试件成型方法、试验条件密切相关，具有较大的离散性，难以准确确定。利用基于免疫学原理的遗传算法与有限元计算理论，建立了土石坝力学特性参数的反演分析方法，并编写了相应的计算程序。结合三峡茅坪溪沥青混凝土心墙堆石坝工程，利用竣工期坝体填筑现场原型监测资料，对心墙沥青混凝土的Duncan模型参数进行了反演计算。利用139 m水位的原型监测资料验证了反演成果的合理性，对沥青混凝土力学参数的合理确定提供了一条有效途径。

在改进的非饱和土三轴仪上运用3级持续加荷固结排水试验法，对小浪底水库1#滑坡体非饱和土的强度特性进行了三轴试验，研究了目前在非饱和土的试验研究中极少关注的试样轴向变形过大（即剪破）和剪胀对非饱和土基质吸力、抗剪强度及各特征关系的影响。结果表明：高密实度试样通过升高负孔隙水压力数值这样的内部应力调整来抵消受剪时的剪胀趋势，这个过程将增大试样的基质吸力，并对试样强度有增强作用；剪胀对抗剪强度的影响类似于饱和土，总体上对之产生负影响；多级试验中试样的提前剪破将降低后续围压下试验测得的抗剪强度，并在最终计算中得到比真实值更大的黏聚力和更小的内摩擦角，剪破后的后续围压试验测得的抗剪强度接近残余抗剪强度。

介绍和讨论了一种用于重交通长寿沥青路面的层厚设计方法。该方法基于限制沥青层底的拉应变和路基顶面的压应变，采用两个准则来校核所设计的沥青层厚度的适宜性：一是控制设计荷载作用下的最大路表弯沉；二是控制相邻两个无结合料处治的集料层的模量比。采用“等效模量”概念来考虑路基、路面材料的模量随季节的变化；在预测疲劳（与荷载相关的裂缝）和路基变形时，采用了“累计损伤”的概念。给出了广东—梧州高速试验路段长寿沥青路面结构组合设计实例，最后对与疲劳裂缝有关的两个关键问题进行了讨论。

关口垭隧道右洞Yk73+955～Yk73+925段在施工过程中出现塌方，从层状岩层分布、偏压和雨水侵蚀作用以及前期地质勘测欠准确等方面分析塌方原因，结合工程具体情况，比较分析超前小导管和长大管棚处理方案的优缺点，选择超前小导管预注浆辅以工字钢处理塌方区，在处理段增设监测断面，通过监测隧道的收敛位移和拱顶下沉量以及钢拱架的内力反映隧道围岩的稳定状况，量测结果表明，在一定时间内围岩达到稳定，表明采用超前小导管预注浆方法处理隧道塌方区效果良好。

研究了大冶铁矿龙洞-62 m、-74 m水平采矿巷道开挖后的二次应力分布及巷道变形机制。首先根据现场工程地质勘查和室内岩石力学试验对巷道围岩进行了工程地质分组和岩石力学参数确定；在此基础上运用FLAC3D数值模拟软件研究了巷道开挖后的应力应变状态，分析了围岩变形机制；并根据-74 m水平采矿巷道的收敛监测数据对比验证了数值模拟结果。研究结果表明，围岩条件不同的采矿巷道其二次应力分布影响范围有所差异，但围岩主应力总体上表现为由巷道边墙中下部位的压应力集中带逐步过渡到拱顶、底板一定范围内的拉应力集中带。

混凝土构件中存在的诸如松散、空洞、缝隙夹层等缺陷，不仅造成声波速度的变化，而且对声波具有较强的吸收衰减作用，利用声波速度CT和衰减CT联合检测技术是检测混凝土构件工程质量的有效方法。介绍了声波速度CT检测原理和SIRT算法、接收波信号频移与介质衰减吸收系数的关系，导出了适用于CT成像反演算法的介质吸收因数沿射线路径的积分与频移参数的关系表达式。对存在松散和空洞缺陷的两种混凝土构件模型的声波检测结果，分别进行了速度CT和频移衰减CT处理，处理结果表明，声波速度和频移衰减联合层析成像检测技术能够获得更加准确可靠的检测效果。

负摩阻力是桩周土体沉降产生的桩附加沉降和下拽力的综合效应。为了研究不同的桩顶荷载对负摩阻力基桩性状的影响，在同一个试验场地上，对不同桩顶荷载作用下完全相同的3根桩的负摩阻力性状进行了现场测试。测试结果表明，桩顶荷载对于桩的负摩阻力性状有明显影响。随着桩顶荷载的增加，负摩阻力引起的桩附加沉降越大，桩周土体沉降引起的负摩阻力就越小；负摩阻力引起的下拽力也随着桩顶荷载的增加而减小；中性点位置随着桩顶荷载的增加而上升。这对桩基负摩阻力特性的研究是有益的。

针对基于SMP准则改进的剑桥模型(MCC-SMP)，采用弹性预测和塑性修正两阶段的回映算法，给出了应力更新算法，根据其算法编制了非线性有限元子程序，进行了三轴压缩、三轴伸长及平面应变等单元试验问题的数值模拟，通过数值分析和试验结果的对比，验证了子程序的精度；采用该本构模型，对澳大利亚某试验段路堤软土地基固结进行了三维有限元分析，重点分析和对比了孔压、沉降及水平位移的变化规律。

针对边坡工程是复杂的非线性系统，采用常规的理论分析和数值计算方法难以满足对边坡稳定性评价的高精度与快速性的要求，为此，提出对处理非线性复杂问题具有很好的适应性一种有概率意义的核学习机——高斯过程机器学习方法来解决边坡稳定性的合理评价问题，建立了相应的边坡稳定性预测模型。工程应用研究结果表明，采用高斯过程机器学习方法进行边坡稳定性评价是科学可行的，该方法能很好地表达边坡稳定性与各影响因素之间的非线性映射关系，能方便快捷地给出合理可靠且具有概率意义的边坡稳定状态评价结果，为实现边坡快速设计的工程实践要求提供了一条新的途径。

利用有限元方法对现场单桩水平载荷试验进行模拟，在此基础上，分析了成层土中桩在倾斜荷载作用下其竖向分量的有利作用和横向土抗力分布特点。计算结果表明，在地面下一定范围内，倾斜荷载作用下的桩侧摩阻力比水平荷载作用下的桩侧摩阻力大。在土层分界处土抗力分布有明显的跳跃。达到一定深度后，横向土抗力主要是静止土压力，而由荷载引起的横向土抗力很小。承台能有效减小土体及桩的水平位移。模拟的灌注桩和钢管桩桩顶在地面以上的自由长度较小，竖向分量由于桩身挠曲变形而产生的P-Δ效应较小，所以就算例中的灌注桩和钢管桩而言，荷载倾斜度不大时，荷载竖向分量提高了桩的侧阻并由此增大桩侧土竖向应力，对桩水平承载力总体上起到了有利的作用。

工程实践表明，软黏土地区基坑施工具有显著的时空效应，时间硬化幂函数法则与Druker-Prager屈服破坏准则耦合的蠕变模型可以反映基坑施工中的时间效应。通过室内三轴流变试验数据拟合模型中的参数，并将其用于深基坑工程的施工模拟，重点分析了支护时间对围护结构变形和内力的影响特点。数值计算结果与实测数据吻合较好，可为同类基坑工程设计施工提供参考。

根据杭州市4 000多个综合钻孔资料，利用MapX组成的计算机虚拟场地，并在其上集成了ABAQUS等成熟的计算机软件，对正在建设的杭州市地铁1#线上任意处，在计算机上点击鼠标后，即进行隧洞、衬砌的应力、应变分析与地面沉降计算。由于分析、计算能随时随地地快速进行，故能同监理数据对照。对保证工程安全施工有较大的裨益。

通过大量实践和理论分析，在Baguelin公式的基础上推导出水平地基系数的公式。提出了一套用幂函数模拟水平地基系数的逐步回归的方法，获得了较好的效果。同时，推导出这种情形下的弹性地基梁法的解析解公式。给出了一个计算实例,说明将旁压试验引入抗滑桩设计是可行的，值得推广研究和应用。

通过室内小比例模型试验，模拟高速公路过渡段施工中经常采用的土工格栅加筋路基，研究土工格栅加筋结构能否有效控制高速公路过渡段的不均匀沉降。试验共设计了不铺设土工格栅、铺设1层土工格栅在路基上、中、下位置、铺设2层土工格栅在路基上中、中下、上下位置铺设，以及铺设3层土工格栅上中下位置，共8种工况，分析各种土工格栅加筋方案中路基的不均匀沉降和土工格栅的受力特性。试验结果表明，土工格栅加筋路基可明显调节过渡段的不均匀沉降，在路基的中部和上部铺设2层土工格栅的加筋效果最佳。

利用基于GIS（Geographic Information System，地理信息系统）栅格数据的三维极限平衡分析模型，可以充分考虑边坡的三维复杂空间特性。经过数据的获得、数据的处理、模型的建立和稳定性分析，不但给出了边坡的三维安全系数，而且给出了危险滑动面上的滑动力分布矢量图。结果表明，滑动面上力的分布极不均匀，呈现明显的复杂空间特性。

采用遍布节理模型（ubiquitous-joint模型）描述层状岩体的各向异性特征，并探讨ubiquitous-joint准则中安全系数的计算方法，利用FLAC3D分析层理倾角、倾向与边坡稳定性之间的关系，结果表明：（1）对于顺层边坡，当岩层倾向与坡面倾向的夹角 较小时，边坡的安全系数随层理倾角 的增大呈现先减小后增大再减小的趋势； 20°～30°时，安全系数得到最小值， 60°时安全系数得到最大值；不同破坏型式导致安全系数变化规律之间的差异；当 较大时，曲线从先减小后增大的趋势转变为不断增大的趋势；根据 的大小将顺层边坡分为两类：当 45°时，为严格顺层边坡；当45° 90°时，为斜向层状边坡。（2）对于逆层边坡，当 45°时，曲线呈现先增大再减小然后又增大的趋势，各曲线随 的变化程度基本相同；但减小过程中，随着 的增大，曲线的斜率逐渐减小，边坡稳定性的各向异性程度减小；当 45°时，曲线随 的增大呈现非线性单调递增的趋势。（3）安全系数与 之间的关系表明，对于顺层坡，随着 的增大，边坡安全系数逐渐增大；对于逆层坡，当 较小时( 150°)，边坡安全系数随 的增大而逐渐减小；随着 的增大( 120°)，边坡安全系数与 呈现递增关系。

水泥土搅拌桩广泛应用于高速公路软土处理工程中，但是在工程实践中发现水泥土搅拌桩施工会对桩周土产生扰动使地基土强度降低从而导致路基路面产生开裂。水泥土搅拌桩这类非挤土桩其施工扰动方面研究比较少，为此展开水泥土搅拌桩施工对桩周土的扰动研究。围绕水泥土搅拌桩施工性状，采用圆孔扩张理论分析了施工过程中桩周土受力，采用Sekiguchi和Ohta（关口-太田）模型计算了桩周土体积应变，根据Hong和Onitsuka扰动度的定义得到了搅拌桩施工桩周土的扰动度变化。结果表明水泥土搅拌桩施工对桩周土的扰动随深度的增大和距桩边距离增大而减小，该分析结果与静力触探现场测试得到的锥尖阻力变化规律一致。

验证了显示有限差分方法进行地震波衍射分析的可行性，并基于此方法分别建立了二维（2D）及三维（3D）数值模型，对溪洛渡地下洞室群的地震安全性进行了分析与讨论。研究表明，在唐山余震天津医院地震波作用下洞室群处于安全状态。对比2D及3D数值计算结果可以发现，2D数值模型计算效率远远高于3D数值计算模型；对于建造于完整性较好、强度较高的岩体介质中地下洞室群而言，可以采用2D数值模型粗略估算洞身部分的地震响应，而洞室端面的动力响应则必须通过建立3D模型来进行分析。

振动波入射到节理界面上，与软弱断层一样会产生波场的分解，能够起到隔振作用。根据线性变形节理的透反射规律研究发现，隔振后各点的波场可由透射P波与透射S波叠加而成，其能量分配服从Zoeppritz方程，不连续位移造成了透射波的衰减；法向刚度增加透射纵波系数会增加，而切向刚度与透射纵波无关，法向与切向刚度对透射S波均有影响，刚度增加透射S波振幅逐渐降低，逐步逼近于0；由于透射后波场相互干涉，不同波场延时不同，透射合成波与入射波相比，振幅降低，持续时间增加，波形尾段有畸变；总能量系数与节理面的刚度无关，而随入射角增加不断降低。

平板锚是新近出现的一种系泊深海浮式结构的基础型式。当黏土地基中的平板锚承受上拔力时，平板上、下表面超静孔压差形成的吸力使其抗拉承载力显著增加，对于风浪等快速加载条件尤其如此。利用有限元软件ADINA建立有效应力形式的轴对称动力有限元模型，研究圆形平板锚在缓慢加载与快速加载时的超静孔压分布与地基破坏型式。快速加载时重黏土和高岭土两组典型正常固结土样所得极限承载力系数与塑性极限分析解一致。进而通过变动参数分析，讨论加载速率和埋深对吸力和总抗拉力极限值的影响，并给出排水和不排水加载条件对应的临界加载速率。结果表明，不排水加载条件的总抗拉力可能达到排水总抗拉力的3倍。

堆石料的压缩性直接关系工程的安全问题，对某一抽水蓄能电站坝体填筑料开展多组大型侧限压缩试验，结果表明，堆石料的压缩模量较大、压缩指数很小。只有在应力超过颗粒破碎应力以后堆石料压缩曲线才会发生较大程度的下降，且认为颗粒破碎应力是堆石料发生弹塑性变形的转折点，对于不同初始孔隙比的同一种堆石料，在极高的应力状态下它们的压缩曲线会聚到唯一的极限压缩曲线LCC。压缩曲线中堆石料的卸荷回弹量非常小，表明其是弹性变形。不论何种加载路径材料的初始级配决定了堆石料的最终压缩状态，且随着母岩强度的增加、初始孔隙比或者泥岩含量的减小堆石料的压缩性减小。

结合上海某集装箱码头建设项目，针对本工程深厚淤泥质黏土的场地条件，引入Mesri蠕变模型考虑堆场地基的长期蠕变变形。利用施工期和工后短期实测分层沉降资料，由最小二乘法建立目标函数，运用分层迭代反演方法反演得到各软土层的黏弹性参数；将反演得到的土层参数代入自行编制的沉降计算软件，计算得到地基沉降量，并将计算值与实测值进行对比，对比结果证明了参数反演的可靠性；利用反演得到的土层参数对工后的长期沉降进行了预测，为本工程的安全运营提供了指导。

采用常规压力板仪和GDS非饱和土三轴仪，详细研究了击实功、击实含水率、干密度、应力历史和试样应力状态5种因素对非饱和重塑黏土土-水特征曲线的影响。并采用Van Genuchten模型、Fredlund 3参数模型和Fredlund 4参数模型，通过最小二乘法对所测土-水特征曲线进行拟合。结果表明，这3种模型均可对土-水特征曲线进行较好的拟合。通过对这个5种不同影响因素的分析，发现不仅试样本身物理状态而且试样外部应力状态都对土-水特征曲线有重要的影响，即击实功越大、击实含水率越高、干密度越大、试样的应力历史越大、所受净平均应力越高，则试样的进气值越高，水越难从试样中排出。在较高的基质吸力范围内，各种因素对土-水特征曲线的影响作用有减小的趋势。通过Fredlund 3参数模型和Fredlund 4参数模型的残余含水率对比分析可知，残余含水率对模型的参数值影响不大，即假定残余含水率 为0是合理的。

提出一种基于主成分分析的基因表达式程序设计算法，并将其用于边坡稳定性预测。该算法先采用主成分分析法对样本数据进行预处理，有效地减少预测模型的输入量，消除输入数据间的相关性，再将得到的新样本数据输入基因表达式，构建边坡稳定性的预测模型。利用该预测模型对82个危险圆弧破坏边坡实例中的71个实例进行学习，对另外11个实例进行预测，取得了较好的效果。在保留传统的以误差值作为评判模型优劣标准的同时，引入AIC信息准则法，分别对v-SVR算法和GA-BP网络算法和PCA-GEP算法三种预测模型进行比较分析，结果表明，运用该算法可以获得更优的预测模型，其预测结果比v-SVR算法和GA-BP网络等其他算法得到的结果具有更高的预测精度。工程实例计算表明，该方法是合理、可行的。

为获得岩体深部的压缩蠕变力学参数，进行了现场刚性承压板中心孔变形试验。推导出了圆形刚性承压板在均布荷载作用下中心孔深部岩体广义Kelvin模型的瞬时弹性变形。基于黏弹性理论，经过拉普拉斯变换和逆变换，进一步得到了黏弹性变形的计算公式。采用了以瞬时弹性模量、黏弹性模量和黏弹性系数为反演值的迭代优化反演法，并将计算公式程序化。该方法应用于一大型水电站坝区边坡工程，有效获得了坝区软弱岩体深部的压缩蠕变力学参数，克服了以往仅以岩体表面位移进行力学参数反演的缺陷。

从固结系数的定义出发，将压缩系数视为变量，建立了渗透系数与固结应力的微分方程，求得了软土正常固结状态时，考虑前期固结压力的渗透系数随固结应力变化关系表达式。利用室内试验数据，将提出的公式与现有渗透系数与固结应力关系式、试验结果进行对比。研究表明，所提出的公式能较好地反映渗透系数随固结应力变化的特点，比未考虑前期固结压力的计算式更接近于实际情况，从而为实际工程中预估固结变形速率提供了一种较为准确的方法。

对三维黏弹性人工边界给出了一种实用的地震波动输入方法。用等效边界力法进行地震波动输入时，把入射地震波假设为竖直向上入射的平面波，使施加在人工边界上的总荷载可以由输入波位移和速度的关系式完全表达，使地震动输入更容易在有限元计算程序中实现。解决了三维黏弹性人工边界采用球面波进行地震波动输入会出现尚待确定的未知项，不易实现地震波动的输入的困难。数值算例表明，该地震波动输入方法是十分有效的。

针对非均质软黏土地基上复合加载模式下桶形基础的破坏包络面，运用大型有限元分析软件ABAQUS进行了三维非线性数值分析。通过比较系统的数值计算与分析，考察了软黏土非均质性对复合加载模式下桶形基础破坏包络面形状的作用及影响。结果表明：软黏土地基的不排水抗剪强度对于力矩为0的平面内，其应力归一化的破坏包络面影响不大，而在水平荷载与竖向荷载为0的平面内，其应力归一化的破坏包络面具有一定影响。通过与有关模型试验的对比分析，在一定程度上验证了有限元计算模型与数值分析结果的合理性。

为研究刚性桩复合地基的抗震性能，用刚性桩复合地基振动台试验验证了所采用的等效线性方法及其参数取值，在此基础上针对实际问题进行了三维有限元分析，对地基分层、土体模量、桩径、桩长、垫层厚度和垫层模量等因素对复合地基地震反应的影响进行了分析讨论，对刚性桩复合地基在地震荷载作用下的工作机理进行了较详细的分析。结果表明，等效线性方法能较好地模拟结构-复合地基相互作用的特性；上部结构惯性力和自由场变形对复合地基桩身内力影响都较大；地基明显软硬分层的存在，会使桩身内力显著增大。

岩石隧洞建设中面临很大和众多的风险，利用TBM施工的深埋长隧洞受多种不确定因素影响，具有随机性和模糊性，目前的研究方法难以对其进行准确定量分析。通过深入分析影响TBM施工的风险因素，建立了TBM施工风险综合评价指标体系。基于风险影响因素的层次性，提出了TBM施工风险二级模糊综合评判计算模型，并利用层次分析法(AHP)确定各级因素权重，利用模糊集法确定隶属函数，划分了风险接受等级。以南水北调西线工程深埋长隧洞TBM施工为例，应用二级模糊综合评判计算模型对该工程TBM施工风险进行分析，计算结果表明，该方法是合理性实用的。其理论、方法、思路和结论可供同类工程借鉴。

对不同情况下桩-土间剪切应力进行了初步的理论分析，并基于ADINA有限元程序，对不同情况下的桩-土间剪切应力进行了计算对比分析。结果表明，同种土体和桩体条件下，各种模式达到极限状态时桩-土间剪切应力不同，堆载作用下负摩擦力值最大，抗拔桩负摩阻力值最小，桩顶受压桩、托桩的摩阻力值介于其间；桩材泊松比在0.15～0.35范围内时，桩侧摩阻力随泊松比的增大而增大。所得结论有助于进一步认识桩-土相互作用规律以及桩-土荷载传递机制。

By analyzing surrounding rock instability caused by tunnel excavation, surrounding rock instability of deep-buried tunnels is considered as a sudden failure phenomenon, which possesses nonlinearity and discontinuity obviously and shows the uncertainty of mechanical deformation property, nonlinearity of constitutive relationship and catastrophe of failure process. Based on the total potential energy principle, the cusp catastrophic model for instability and failure of deep-buried tunnel surrounding rock is established. Through the observed data of settlement values of typical section vault of deep-buried tunnel and the sudden threshold values of displacement of each monitoring section, the variable values of vault settlement function are obtained, and the stability of deep surrounding rock in tunnel is decided. The result accords with surrounding rock of practical construction, it not only offers references for preventing instability and failure of deep-buried tunnels, but also gives an important guidance for reasonable construction technique of supporting measures.

阐述了坡面径流-非饱和渗流分析与应力场耦合分析的重要意义和作用；介绍了在非饱和渗流分析中具有重要作用的土-水特征曲线，包括考虑固结压力条件下的土-水特征曲线，并介绍了部分试验成果以及坡面径流-非饱和渗流耦合分析的计算方法；提出坡面径流-非饱和渗流分析与应力场的耦合计算方法，并编制相应的有限元程序；通过算例对比了耦合与非耦合情况下应力场、渗流场的差异，说明耦合分析更符合实际，且所提出的方法是切实可行的。

浅层气地质灾害对工程的影响日益受到重视，认清储气土层的气渗透特性是采取积极有效工程措施防治灾害影响的基础。以杭州地铁所遇的储气砂为研究对象，利用自制的渗气性量测装置对其进行了系统的试验研究。结果表明：地铁工程所遇的浅层气储气砂层属渗透性极好储层，渗透率达2 960×10-3 ?m2；砂土中气渗透规律符合达西定律；饱和度较低时，含水率的增加对砂土的渗气性影响很小；随着饱和度的增加，气渗透性逐渐减弱，在饱和度大于80 %后，渗气系数急剧减小直至完全不透气；饱和度的变化相对于干密度对储气砂土的渗气性影响更为显著。

以重塑土经 固结形成的试样以及经 固结后通过特殊应力路径达到特定应力状态的试样为对象，研究了在小应变范围内应力路径旋转对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势。研究表明，在小应变范围内：（1）剪切模量的初始值随试验应力路径与近期应力历史间的夹角 增大而增大，当两者完全相反时，应力路径旋转对土体在小应变条件下的剪切模量影响最大；完全一致时，其影响最弱。（2）割线剪切模量总是大于切线剪切模量；剪切模量随着剪切应变的增加而衰减，且衰减规律保持一致，但应力路径、应变范围不同时其衰减幅度不同。在小应变条件下，土体表现出各向异性，但随剪切应变的增加而逐渐减小，最终表示为近似各向同性；同时由应力路径旋转对模量的影响也随着剪切应变的增加而逐渐衰减。

采用通用Peck公式计算顶管施工引起的地下管线平面处的土体竖向位移。对地下管线的受力模型进行简化，基于Winkler地基模型，得到地下管线由于顶管开挖引起的极限弯矩、理论弯矩以及管线变形的计算方法。通过算例分析，与连续弹性解、Attewell解和王涛解的计算结果进行比较，探讨了土质条件、管线材质、管线埋深、管线管径对地下管线受力的影响。计算结果表明，本方法适用于各种土质，可较好地预估管线所受弯矩，且不会低估管线所受的最大弯矩；在相同条件下，管线埋深越大承受的弯矩也越大，但埋深仅对最大正弯矩和最大负弯矩位置附近处的管线影响较大，对其余部位影响较小；管线抗弯刚度越大，管线承受的极限弯矩和影响范围也越大；管线管径越大，管线承受的弯矩也越大。

通过遂渝线现场实测，对CRH2动力分散型机车在桩板结构路基试验段高速行车条件下的动响应规律进行了研究，分析路基动力响应和列车速度的关系以及动应力沿路基深度方向的变化规律等。结果表明：随车速的增大，动位移、加速度及动应力均有不同程度的增加，并在临界速度附近先增大后减小；动应力随路基深度的增加衰减很快，并且随着深度的增加，动应力值和静态应力值越来越接近；桩底土动应力较大，桩基加深了路基的动力影响范围，改善了路基土体部分的受力状态。

路基冻胀、融沉是在青藏铁路经常遇到的现象，在盐渍土分布的冻区更为明显。运用TG-DSC技术对冻区盐渍土热特性进行分析并研究环境变化对冻土强度的影响，结果表明：易溶盐对盐渍土热特性有着重要影响，随含水率增大影响愈剧烈；冻结强度随着含水率的增大而增大，随冻结温度的降低而升高。所得结论对掌握青藏铁路盐渍土地区冻土工程冻胀、融沉特性有着指导意义。

由于尾矿坝的渗流边界条件极为复杂，采用的二维简化理论分析法的计算结果有可能与实测浸润线的结果相差较大，急需一种能较为准确预测尾矿坝浸润线位置的简易算法。在深入剖析尾矿坝浸润线影响因素的基础上，建立了浸润线叠加影响函数，归纳出与尾矿坝坝体特征相关的阶段影响因子，提出反映阶段影响因子的浸润线矩阵。运用多项式回归分析浸润线观测数据，拟合得出浸润线观测孔水位与库水位的函数曲线，求得尾矿坝浸润线矩阵。

提出了基于粒子群算法（PSO）和最小二乘支持向量机（LSSVM）的边坡稳定性评价方法。该模型既利用了最小二乘支持向量机求解速度快、易于描述非线性关系的优良特性，同时也利用了粒子群算法快速全局优化的特点。粒子群算法用于搜索最小二乘支持向量机模型的最优参数，然后将模型用于预测边坡的安全系数。计算结果表明，该方法是合理的、有效的。

在Biot波动理论的基础上，用单排刚性排桩作为屏障，对全空间饱和土中入射平面SV波进行了隔离分析。采用波函数展开法，将散射波的势函数展开成Fourier-Bessel级数的形式，利用一组可以求解多散射问题的圆柱坐标系统和桩土界面处位移连续的条件，以及刚性桩的动力平衡条件，得到问题的理论解。对影响排桩隔离效果的桩间距和饱和土的渗透系数等参数进行了分析，结果表明，桩间距对饱和土中排桩的隔离效果有较明显影响；与弹性土体中排桩的隔离效果相比，饱和土中排桩的隔离效果有所不同，随着饱和土渗透系数的减小，排桩的隔离效果越好。

针对唐钢司家营铁矿Ⅲ采场露天转井下开采回填废石设计研究工程要求，在该矿区Ⅲ采场附近进行了大尺度现场渗透试验。开挖3个大尺寸试坑，在各试坑中分层回填不同粒径范围及厚度的废石（土）进行试坑注水试验；测定回填土石混合体的近似渗透系数，测试土石混合体的粒径组成，并计算出各坑土石混合体的平均粒径和非均匀度。试验研究发现，回填土石混合体的渗透系数分别随平均粒径与非均匀度的增大而增大。降低回填废石（土）的平均粒径和非均匀度可以有效降低回填废石层的渗透性。

爆夯动力固结法是一种爆炸作用和上覆荷载相结合的新型地基处理方法。其作用原理是利用条形炸药在设置有排水通道的软土地基中爆炸产生高能量瞬变荷载使土体结构发生变化，软土中超静孔隙水压力急剧上升、消散，并在上覆荷载的作用下使土体快速排水固结。在广东佛山合顺－北滘公路干线拟建路段进行的现场试验和室内试验均表明了其加固软土地基的有效性，并结合沉降数据推算了爆夯设计参数，确定本次试验爆夯效果相当于3.2 m高的堆载。