各种在? 平面上等效面积的Drucker-Prager屈服准则，如DP4(Drucker-Prager与Mohr-Coulomb两屈服准则在? 平面上的投影面积相等)、DP5(Drucker-Prager与Matsuoka-Nakai两屈服准则在? 平面上的投影面积相等)和DP6(Drucker-Prager与Lade-Duncan两屈服准则在? 平面上的投影面积相等)等模型都不同程度地模拟了平面应变条件下土体的破坏强度，这就是为什么等效面积的Drucker-Prager屈服准则在二维土坡稳定分析中被推广应用的原因。结合砂土的真三轴强度破坏试验结果，从量化角度论证了DP4模型求出的土坡安全系数可能会保守一些，而DP5和DP6两模型求出的土坡安全系数可能会更真实一些，能更好地发挥材料的承载潜力，因而进一步改善了土坡稳定安全系数的计算精度。

通过引进和开发二维颗粒流程序，基于相似理论建立了可以模拟砂土地基强夯加固的细观颗粒流模型，结合小比尺室内细观模型试验，从颗粒细观力学角度入手对干砂在强夯冲击加固过程中的动力反应特性进行了数值模拟。结果表明，数值模拟结果与试验结果有较好的一致性，利用颗粒流模型可以很好地模拟干砂在冲击荷载作用下的锤底动接触应力、颗粒间动接触应力和颗粒位移场分布情况，并可以实时跟踪颗粒的变位及接触应力变化，实现从细观角度揭示干砂强夯动力响应特性，研究工作为今后砂土强夯加固宏细观机制研究提供了一条新的思路。

对基于平均场理论的颗粒材料多尺度方法实施过程中的基本理论问题进行了探讨。公式推导表明，考虑微观颗粒间滚动矩相互作用时宏观需要采用Cosserat类连续体模型。基于平均场理论，给出了离散颗粒表征元等效连续介质应力、偶应力表达式。基于Hill-Mandel宏观均质化条件，给出了离散颗粒微结构波动场的边界条件，并且讨论了内部长度尺度参数的选择问题。该工作是颗粒材料多尺度计算的理论部分研究。

从内时理论出发，通过内蕴时间的重新构造，在Helmholtz自由能中引入损伤变量，利用连续介质不可逆热力学的基本原理推导出了含瓦斯煤岩的内时损伤本构方程，并给出了确定本构模型中各参数的方法。同时，对在三轴应力条件下所建立的本构方程进行了求解分析与试验验证。结果表明，该本构方程能很好地描述含瓦斯煤岩在损伤发生前后的变形特点，并能有效地反映含瓦斯煤岩的非线性和剪胀扩容等物理力学现象。

为了评价不平整路面在交通荷载作用下的动态响应，从路面几何不平整出发，假设路面不平整服从正弦函数曲线，并把1/4车身结构简化为2个自由度振动体系，得到了不平整路面上的动荷载表达式。又将此荷载模式看成是作用在Kelvin地基上无限大路面板表面的移动矩形荷载，采用双重Fourier变换方法得到了不平整无限大路面板竖向位移的积分形式解，此解析解可以退化为静荷载作用下的经典解答。并利用快速傅立叶变换(FFT)方法得到了数值计算结果。分析了荷载速度，路面不平整波长、不平整幅值以及地基阻尼和地基刚度对板的动力响应的影响。结果表明，板竖向位移的分布受荷载移动速度的影响；位移幅值随着路面不平整波长和荷载速度的变化出现2个峰值；路面不平整使得位移峰值出现滞后现象，且不平整波长越小或不平整幅值越大，滞后现象越明显。

动力离心模型试验是研究可液化地基上抗滑桩加固边坡地震动力响应的有效手段之一。使用铜质抗滑模型桩，采用黏度为50 cs的甲基硅油做为孔隙流体，通过抽真空法制作了饱和地基上的加固边坡模型。进行动力离心模型试验，研究了地震作用下饱和砂土地基中动孔压、边坡变形与土体加速度和抗滑桩弯矩的响应特征。试验结果表明，地震作用导致的动力附加弯矩相当于震前静力弯矩的87 %，说明地震作用与地基液化导致的附加弯矩不容忽视，该结论可为边坡进行抗震设计与稳定分析提供有意义的参考。

通过进行西安典型地层环境下地裂缝活动的大型模型试验，研究了隐伏地裂缝活动引起附近土体应力与变形的规律。试验表明，地裂缝活动在上盘土体中产生负的附加应力，引起土体应力降低，而在下盘土体中产生正的附加应力，引起土体应力增强，且距离地裂缝越远由地裂缝活动引起的附加应力越小。地裂缝活动导致其两侧土体发生台阶状位移突变现象，随着地层由深至浅，土体变形范围明显增大，且影响区范围上盘大于下盘。地裂缝活动引起附近土体应力的分布在空间上大致分为4个区域即下盘原始应力区、应力增强区、应力降低区和上盘原始应力区，其中应力降低区范围约为应力增强区的1.5～2倍。同时，地裂缝附近土体沉降变形也可分为3个带，即下盘稳定带、差异沉降过渡带和上盘稳定带，其中上盘差异沉降带范围约为下盘沉降差异带的2倍。

某抽水蓄能电站上水库主坝为沥青混凝土面板堆石坝，坝址区地形地质条件复杂且处于强震区，需研究其坝体和坝基料的动力特性。采用清华大学大型高压多功能静动三轴试验机，对坝基和主要坝体材料进行了动弹性模量与阻尼比试验和动残余变形试验。试验结果表明，与普通堆石料相比，软岩次堆石料和覆盖层料的动弹性模量较低且变形较大，但其动应力应变关系与动变形特性同样可以分别用修正的黏弹性动本构模型和残余变形经验公式进行描述。此外，根据动力试验结果初步论证了利用软岩和直接在覆盖层上筑坝的可行性。

将非均质地层中的预应力锚索沿锚固段离散为一系列子锚固段，导出基于局部变形理论的各子锚固段理论解，并由子锚固段之间的相互作用关系分别建立非均质地层中拉力集中型和压力集中型预应力锚索锚固分析方法，编写了相应的分析程序。对位于非均质地层中的拉力型和压力型预应力锚索在多级测试荷载作用下的响应进行分析。结果表明，所提出的分析方法和程序是可行的，特别地，对于拉力集中型预应力锚索，考虑第一界面作用效应的分析结果更符合实际。

从横观各向同性地基轴对称Biot固结的基本方程出发，通过关于t的Laplace变换和关于r的Hankel变换，得到关于z的一阶常微分方程组。然后，对变换域内的基本未知量进行线性化处理，建立了变换域内的基本状态变量在z = 0处和任意深度处z的显式关系。利用传递矩阵法，结合层间连续性条件和边界条件，得到了多层横观各向同性地基的Biot固结轴对称问题的解答。该解答能避免随着层数增加而需要求解大型方程组的困难，明显地提高了计算效率。

针对非饱和重塑黏土，利用改进的非饱和土静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪，在固结排水（CD）条件下进行了应力控制式分级加载的循环三轴试验，通过对试验结果的对比分析，探讨了初始固结压力和基质吸力(孔隙气压力Ua与孔隙水压力Uw之差)对非饱和土动应力-动应变关系特性的影响。以此为基础，将Hardin-Drnerich等价黏弹性模型和Masing加卸载准则进行了改进，并得到了可以考虑基质吸力的非饱和黏土的等价黏弹性模型。进而对试验数据与模型预测结果进行比较，结果表明这种改进的非饱和土等价黏弹性模型能较好预测各种基质吸力下非饱和土的动应力-动应变关系。

将常规桩与地源热泵技术结合起来形成了一种新型基桩——热交换桩。首先介绍了热交换桩的概念和工作机制，并对其进行了总结和分类。桩体中埋设换热器并与地表管路连接，通过换热器中的交换液体与桩体、桩周土-地基土及地下水系统进行热交换，形成封闭的地源热泵的地热交换器，使得热交换桩具有常规基桩和地源热泵预成孔直接埋设换热器的双重作用。最后分析了热交换桩目前国内外的应用现状，指出了实际应用关键技术问题及其研究的方向。分析后可以看出，热交换桩是一种经济、环保、节能的新技术，值得推广使用。

模拟钻头上的切削齿的不同的切削断面形状、重叠切削状态及磨损状态，利用PDC切削齿对多种岩样进行了切削试验，研究了切削面积、接触弧长、切削齿后倾角、岩石抗钻强度、切削齿磨损高度等因素对PDC切削齿受力的影响规律。结果表明，切削面积相同情况下切削齿受力随接触弧长、岩石可钻性极值、切削齿磨损高度分别呈线性，幂函数和指数函数趋势变化；切削齿受力最小的后倾角在5～10°区间内。引入弧长系数、磨损高度系数，建立了PDC切削齿综合受力模型。根据力的平衡原理，推导得出完整的PDC钻头受力计算模型，为PDC钻头优化设计和合理使用提供了理论依据。

在非饱和黄土结构性前期研究成果的基础上，初步探索了结构性参数与强度指标之间的联系规律以及如何利用结构性参数求取土体不同结构状态下的强度指标等问题。分析表明，结构性参数与强度指标之间存在良好的内在联系；所定义的非饱和黄土结构性参数比与土结构性的影响因素之间关系密切；通过反映土结构性各因素综合影响的定量指标——综合结构状态量，结合原状黄土天然含水率下的强度指标，可以在较大范围求出给定结构状态下非饱和黄土的强度指标。

采用透射式焦散线测试系统，进行爆炸应力波作用下缺陷介质裂纹扩展试验，研究了含与炮孔共线的预制裂隙介质裂纹扩展速度、加速度、裂纹尖端动态应力强度因子和动态能量释放率的变化规律以及它们之间的变化关系。试验结果表明，在爆炸应力波作用下裂隙两端产生了两条翼裂纹A、B，翼裂纹A的长度较翼裂纹B长，两条翼裂纹向相反的方向扩展；在翼裂纹扩展过程中，存在着加速与减速的过程，扩展速度瞬间达到峰值，其后逐渐振荡下降；动态应力强度因子也呈现瞬间达最大值到逐渐减小连续振荡变化的趋势，动态应力强度因子 > ；翼裂纹尖端的动态能量释放率对裂纹扩展具有驱动作用。

基于低温动三轴试验资料，研究了青藏铁路北麓河粉质黏土在往返长期加荷作用下的变形特征。在不同温度、动应力幅、频率、围压条件下考察冻土轴向残余应变与振次的试验关系曲线，建立了冻土振陷模型，并讨论了模型参数及其影响因素。研究表明，(1) 模型参数受拟合所采用的振次水平影响较大，参数B（黏塑流蠕变率）随振次的增加而迅速减小，参数C（蠕变衰减系数）随振次的增加而迅速增大；(2) 除迅速破坏的试件外，当振次达到一定临界值以后，B、C两参数都逐渐趋于稳定；相同振次水平下B、C参数均随温度升高、动应力幅值增大、围压增高而增大，随频率的增加而减少，且频率大于6 Hz时对参数影响很小。此项研究对于合理预测动力荷载长期作用下由冻土残余变形而产生的沉降量具有重要意义，且为冻土动力学研究积累基础试验成果。

土工格栅与土的相互作用特性是影响土工格栅加筋结构稳定性的重要因素。通过室内拉拔试验，针对不同的上覆荷载，对土工格栅受拉时表面摩擦力分布特征进行了研究。试验结果表明，格栅表面摩擦力沿着格栅纵向逐渐向后传递，并在拉拔的前期增长明显，后期趋于一个稳定值；利用S型曲线模拟了土工格栅的应变与拉拔时间的相关关系。通过不同埋设位置的检测点所得到的格栅即时应变数据，拟合出格栅的三维应变曲面?(x, t)；对格栅表面上的摩擦力进行全段积分，得到格栅拉拔力的时程函数T(t)。该试验结果对土工格栅加筋结构设计具有一定的参考价值。

土工格栅与土的界面摩擦特性指标是加筋土工程设计的关键。通过分析土工格栅与土的界面摩擦作用和进行了直剪摩擦试验和拉拔摩擦试验，测试了两种试验条件的界面摩擦特性。在两种试验条件下，土工格栅加筋土复合体的抗剪强度均有界面摩擦角φsq和界面凝聚力csq，且土工格栅与土相对位移量的不同，其复合体的强度机理有区别。在拉拔摩擦试验中，剪应力峰值强度对应的剪切变形值高于直剪摩擦试验中剪应力峰值强度的剪切变形值5～10倍以上。两种试验均有其适用性，而土与土工格栅的相对位移较小时直剪摩擦试验较能反映实际；土与土工格栅相对位移较大时土与格栅双面均发生相对位移，拉拔摩擦试验更为合适。随法向应力的增大，直剪摩擦和拉拔摩擦试验的剪应力峰值以及剪应力峰值对应的位移均提高。直剪摩擦的剪切速度小，剪应力峰值强度高，且达到峰值强度的剪切位移大；增加剪切速度，剪应力峰值强度降低，且对应的位移也减少，其原因是界面上的孔隙水压力消散和筋材的应力松弛。应根据具体工程的需要选择直剪摩擦试验和拉拔摩擦试验确定设计参数。

季节冻土层中的地温呈非线性分布，改变了冻土墙形成时的初始温度条件以及形成后的结构形式。有季节冻土条件下形成深6 m、厚1.4 m的冻土墙较无季节冻土的情况可减少冻结时间15 d，减少冷能消耗60 %，经济上有极大优势。通过数值模拟，得到了能量消耗与时间关系曲线、冻结管热流密度与深度关系曲线、冻土墙的厚度与时间关系曲线、冻土墙的厚度与深度关系曲线等，可见季节冻土层的存在显著提高了冻土墙的厚度发展速度，减少了冻结时间，降低了冷能消耗。模拟了49种工况，对冻结管直径、冻结管间距、冻结时间、冻土墙平均温度、冻土墙厚度等数据进行了非线性回归分析，得到冻土墙厚度与时间成对数函数关系、平均温度与时间成反比例关系的相关表达式，为人工冻结技术的合理运用和推广提供了理论依据。

对一个平面滑动型边坡，考虑滑面介质由两种应变软化介质材料组成，对应变软化介质存在损伤软化与水致软化两种软化方式。用指数分布描述滑带介质的剪应力与应变关系，建立了边坡系统的尖点突变模型。通过分析发现，边坡失稳与刚度比和边坡的几何/力学参数有极大关联性，这里考虑刚度比是含水率的函数，随着含水率的增加，刚度比不断发生变化。在一定条件下，由于含水率的增加和刚度比的增大，导致边坡失稳的危险性增大，这是降雨情况下边坡容易失稳的根本原因。

基于SMP强度准则和三剪切角理论，推导了一般应力状态和轴对称状态下砂土峰值内摩擦角间的转换公式，并研究了中主应力比的影响。考虑到轴对称压缩状态和轴对称拉伸状态所得峰值内摩擦角间的差异，对所得公式进行修正。将修正前后公式的预测结果与真三轴试验结果对比表明，若要合理描述砂土在一般应力状态下的强度特性，应当考虑三轴拉伸和三轴压缩状态下强度参数间差异的影响。

破碎煤体的渗透特性是影响煤矿瓦斯抽放和地下采空区突水灾害预防的重要因素之一。利用一种专用的破碎岩体压实渗透试验装置，在MTS815.02岩石力学伺服试验系统上完成了破碎煤体压实过程中的渗透特性测定，得到了破碎煤体轴向应力、渗透压差、水头梯度与渗流速度的关系，并分析了各种粒径破碎煤体在不同渗透速度下轴向应力对渗透系数的影响。研究表明，(1) 不同粒径破碎煤体的渗透特性与其压实状态密切相关，轴压从5～15 MPa变化时，渗透压差的最大值增加了3.28～166.47倍，渗透系数都相应降低了1个量级以上；(2) 在恒定的渗流速度下渗透压差随轴压变化的规律近似呈指数函数关系；(3) 渗透系数随轴压变化的规律近似呈对数函数关系；(4) 恒定的轴压下水头梯度随渗流速度变化的规律近似呈指数函数关系。

最小岩石覆盖厚度是海底隧道垂直线路设计的重要参数，影响海底隧道的造价和安全。总结了确定海底隧道最小岩石覆盖厚度常用的方法，包括工程类比法、数值分析法，并分析了各种方法的适用条件。基于大量数值分析，提出了通过最小位移确定最小岩石覆盖厚度的方法。根据专家经验，分析了最小岩石覆盖厚度各种影响因素的重要性，建立确定最小岩石覆盖厚度的权函数法，并应用于青岛胶州湾隧道工程，其研究成果对海底隧道的设计与施工具有参考价值。

隧洞围岩变形监测断面设置与开挖施工工序上的先后导致了损失位移问题，它对于判断围岩的变形状态、评价其稳定性具有重要的意义。复杂多变的围岩条件使基于收敛曲线的累积位移和增量位移参数反演方法的应用变得非常谨慎。针对这些问题，通过对一致性问题的讨论后认为，虽然变形演化规律上的一致性尚存在问题，但三维计算和现场围岩的总位移之间的一致性是可以保证的。以此问题为前提，以Hoek经验公式的通式为基础，依据规范规定，基于现场监测收敛位移曲线，建立了损失位移的求取步骤，并将其在锦屏II级水电站辅助洞A、B围岩变形规律分析中进行了应用，得出了两个监测断面各测线的最终监测位移收敛值、损失位移、总收敛位移和相对收敛值等，拟合而得的全收敛曲线与监测曲线相吻合，能够很好地描述现场围岩随空间效应变化的演化规律，为围岩稳定性评价和基于全位移的参数反演分析奠定了基础。

对一桩体面积置换率为8.7 %的低置换率桩承式加筋路堤进行了现场试验及三维有限元分析。现场主要进行了桩、土荷载分担，孔压、沉降及侧向水平变形等内容的观测。将观测数据与常规设计方法及三维有限元分析结果进行了对比研究，在此基础上对设计方法的适用性进行了分析。研究结果表明，路堤填土的土拱效应造成荷载向桩体转移，这种荷载转移大幅度减小了在软土层中产生的超孔隙水压力。当填土高度大于2.5 m时，土拱效应的应力折减系数可用Russell和Pierpoint或Hewlett和Randolph提出的土拱效应分析方法进行计算，其结果与三维有限元分析也较相符，但在路堤高度较小时，只有Russell和Pierpoint方法与实测结果相接近。路堤施工过程中，实测的水平变形与沉降之比仅为0.2左右，这表明采用桩承式加筋路堤不仅可减小沉降，而且可减小水平向的变形，提高路堤的稳定性。

北京地区土体具有非饱和土特点，基坑失稳多与水的影响有关。基坑支护方法多采用不同支护形式的组合，新技术进展主要集中在锚固技术方面，土钉支护计算一般为内部稳定控制。土钉端部与面板的连接构造极为重要，与预应力锚杆结合形成的复合土钉是一种可靠有效的支护形式，对于多支锚体系，应通过实测数据的积累，建立符合当地实际的土压力修正模型；荷载分散型锚杆可大幅度提高锚杆的锚固效率，荷载分散型锚杆的张拉宜采取等荷载同步张拉方法，可拆芯式锚杆技术是避免地权法律纠纷的有力手段。

桩基础设计时如何考虑桩间土的承载能力，目前还是一个难题，通过对南京大学MBA大楼疏桩筏板基础的原位测试，得到了高层建筑疏桩筏板基础的沉降特性、桩顶压力分布、桩间土压力分布、筏板内钢筋轴力的分布，分析了桩与桩间土承担竖向荷载的比例，肯定了高层建筑应用疏桩基础的可能性，其现场实测结果可供高层建筑基础设计及理论研究作参考。

锦屏Ⅰ级水电站左岸IV#～VI#山梁发育较多的深裂缝，分布有断层F2、F5、F9，这些断层、深裂缝在空间上交切组合形成了巨大的潜在不稳定块体，其在开挖及泄洪雨雾条件下的稳定性问题备受关注。在大量野外地质调查的基础上，总结了岩体裂隙分布特征及其对稳定性的影响，分析了IV#～VI#山梁在泄洪雨雾条件下整体及浅表部的变形失稳模式。在此基础上，运用三维数值模拟方法，分析IV#～VI#山梁在边坡开挖过程中地应力的变化情况，尤其是拉应力的分布范围，以此分析开挖对边坡稳定性的影响，可见开挖对山梁整体的应力分布未见明显影响，对边坡整体稳定性影响不大。运用 FLAC3D软件模拟泄洪雨雾时水文地质条件改变情况下的IV#～VI#山梁变形情况，并进行了参数变化及地下水位变化的敏感性分析。参数变化分析结果表明，与地下水位变化相比较，前者边坡稳定性的影响更明显。

龙凤山土石坝在运行的很长一段时期内，坝后排水沟出现严重的混水现象，该现象白天呈周期性变化。利用原子吸收法和X-荧光光谱分析法，对坝后排水沟中的水及析出物进行化学成分分析，研究坝基析出物化学成分的演变规律。研究表明，水质中富含Ca，析出物中富含Fe和Mn。在坝基地下水渗流过程中，地下水与坝基岩石产生物理化学作用，从而导致化学潜蚀。地下渗流水的化学潜蚀作用与坝基岩石性质密切相关。在基性类岩石中，由于富含铁、锰等深色元素，在酸性环境中很容易迁移，因而排水沟中出现Fe2O3和MnO2絮凝状沉淀物，导致排水沟出现混水现象。

基于掌握的降雨气象资料，利用非饱和瞬态渗流有限元程序对开挖后和风化后两种情况下的煤系土路堑边坡进行了降雨入渗坡体渗流场数值计算和分析。依据非饱和土力学强度理论，基于Morgenstern-Price方法，调用不同降雨时间的渗流计算结果，对两种情况下煤系土路堑边坡的瞬态稳定性进行了计算和分析。研究结果表明，水分在风化煤系土路堑边坡体内的渗透迁移对路堑边坡稳定性和最危险滑动面有时空影响；在煤系土路堑边坡降雨入渗和稳定性分析中考虑风化层较为合理。

盾构隧道施工过程中衬砌管片上浮问题是客观存在的，且一直是较难解决的问题之一，而大直径盾构隧道的上浮问题表现的更为突出。应用有限元法，对地层材料的物理力学性质、注浆材料的性质等影响盾构衬砌环上浮的因素进行了分析。根据分析结果，结合对衬砌结构在施工过程中受力状态的分析，对衬砌环上浮的原因进行了阐述，据此针对大直径盾构隧道的特点，提出了施工、设计过程中控制衬砌管片上浮的对策和措施，可为盾构隧道的施工和设计提供参考。

花岗岩是中国高放废物处置的候选围岩，大量存在的节理面是核素迁移的主要通道，同时节理面对岩体的力学、水力性质起着支配作用。而节理面的表面形态与这些性质密切相关，因此需要对候选花岗岩体节理面展开多样本、大尺寸的现场表面形态研究。以中国高放废物深地质处置甘肃北山预选区某采石场中的天然节理面为研究对象，运用基于几何理论的测量方法，获得了大量不同尺度、不同方位的现场节理面的表面形态特征曲线。采用Barton直边法和统计参数法处理这些特征曲线，系统分析了特征曲线的尺度效应、各向异性特征以及与不同节理类型的关系。为进一步分析裂隙岩体的力学、水力特性建立了基础。

以某高速公路的土石混料填筑路堤为研究对象，通过室内大型三轴试验，获得填料的力学参数并建立相应本构关系；在此基础上，对斜坡的不同坡度及设置开挖台阶条件下的填筑路堤进行了数值模拟分析，揭示了该斜坡路堤的应力形变特征，并分析了影响因素。结果表明，填筑体以沉降变形为主，在中下部引起水平外鼓，填筑体与斜坡间有相对滑动趋势；内部应力从路基表部向深部增加，在交界面附近应力产生集中并达到最大；应力、形变值与填基高度成正比，与坡度成反比；随坡度增加，位移矢量偏移加剧，相对滑动趋势增强，设置开挖台阶能有效消除此种滑移趋势，提高路堤的稳定性。

桩-网复合地基是一种软弱地基处理方法，它能通过变形协调，充分发挥桩、网、土的各自作用，有效地控制工后沉降或差异沉降。为了解路堤荷载下桩-网复合地基工作机制，深入分析其沉降变形、荷载传递、桩土应力比和网的受力等性状，接桩体种类设计了两个试验区进行对比分析，研究成果表明，桩网复合地基可以有效减少沉降量；土工格栅的荷载传递能力强于土拱；土工格栅的最大应变出现在桩帽边缘，仅为1 %，最小应变则出现在桩间。试验结果为桩网复合地基理论研究和优化设计提供了依据。

晋东南至南阳段1 000 kV特高压输电线路途经山西煤田采空区和规划区，为评价规划区煤层开采对已建输电杆塔地基稳定性的影响，根据现场收集的资料、利用FLAC3D数值方法对特高压线路N165输电杆塔下部3号煤层进行开采模拟。结果表明，开采3号煤层将对输电杆塔地基稳定性造成影响，地表最大沉降为3.7 m，输电杆塔基础沿线最大倾斜为9.2 ‰，开采过程中如杆塔基础不采取抗变形措施，杆塔基础倾斜将会危及到特高压输电线路的稳定。

滨海盐渍土作为一种特殊土，具有溶陷、盐胀、腐蚀等不良的工程特性，而滨海地区用盐渍土作为路基填料是交通建设需要解决的重大岩土工程问题之一。为了解决滨海盐渍土的工程问题，分析了电石灰改良盐渍土路基填料的液塑限试 验、击实试验、室内CBR试验和不同条件的不固结、不排水三轴试验结果，从工程技术、降低造价和环境保护等方面对滨海高速公路路基填料改良利用的可行性进行了研究论证，研究成果对滨海地区盐渍土路基的修筑具有参考价值。

针对某矿地层注浆治理立井井壁破裂工程期间获得的大量实测数据，分析处理得出相应无量纲影响因子以及任意注浆段注浆活动对井壁中任意监测点竖向应变改变量的影响关系式。结果表明，注浆孔位与监测点的空间相对位置、注浆压力及注浆量对监测点的竖向应变改变量的影响均属非线性，其中竖向相对位置影响较为显著。

利用气相法和渗吸法，对郑州至开封下穿越工程降水施工引起的非饱和砂质粉土和粉质黏土的土-水特征曲线进行了室内试验研究。研究结果表明，非饱和砂质粉土和粉质黏土的进气值约为2 kPa和250 kPa，残余饱和度对应的吸力值约为15 MPa和28 MPa，两种非饱和土的减饱和过程都具有明显的阶段特征。通过该工程非饱和土土土-水特征曲线的分段性研究，对于工程降水施工以及掌子面加固等有重要的指导意义。

利用PFC2D常体积循环双轴试验条件，对砂土在不排水循环荷载作用下的液化特性进行了颗粒流数值模拟，数值模拟按等应力幅加荷方式进行。颗粒流数值模拟的优点在于得到试样液化宏观力学表现的同时，通过不同循环加荷时刻试样内细观组构参量（包括配位数、接触法向分布、粒间法向接触力、粒间切向接触力）的演化规律，分析砂土液化过程中细观组构变化与宏观力学响应之间的内在联系，从而可进一步探讨砂土液化的细观力学机制。数值模拟研究结果表明，砂土液化现象在宏观力学表现上反映为超静孔隙水压力的累积上升和平均有效主应力的不断减小，在细观组构上对应于配位数的累积损失和粒间接触力的不断减小。砂土液化细观机制分析表明，试样配位数的减少与循环加荷过程中组构各向异性滞后于应力各向异性有关。

采用三维有限元方法，研究了面板竖缝特性对面板堆石坝中面板应力变形的影响。基于类似子结构法概念，建立了精细模拟面板及其分缝特性的三维有限元分析方法。针对马来西亚巴贡面板堆石坝，计算了多种面板竖缝宽度和填料的方 案，得到坝体和面板的应力变形。计算结果表明，面板竖缝几何尺寸和填料特性对面板的挠度、顺坡向应力、水平向压应力和周边缝张合变形影响不大，而对面板的水平向拉应力和竖缝压缩量影响很大；面板竖缝填料变软和宽度增大均会导致面板的水平向压应力减小，而竖缝压缩量明显增大；采用软木作为填充材料较之填充硬木，可以大约降低一半的压应力；面板竖缝宽度及其填料特性对同期填筑的面板、特别是邻近的面板水平向压应力影响较大。

针对吸力式桶形基础结构，借助大型通用有限元软件ABAQUS平台，建立了均质软黏土地基上倾斜荷载作用的三维弹塑性有限元计算模型。通过系统地计算分析，得到了单个倾斜荷载分量作用下桶形基础的承载力特性及其破坏机制。进一步研究了水平倾斜荷载与竖向倾斜荷载共同作用下的桶形基础承载性能，得到了该倾斜荷载加载方式作用下桶形基础在V-H平面内的破坏包络面，依此建立了倾斜荷载与偏心距e之间的三维破坏包络曲面。计算结果表明，偏心距e对竖向倾斜承载力的影响相对水平倾斜承载力较大；桶形基础承载性能随着偏心距e的增大而减小。

采用三维非线性有限元法，对偏压、错台的浅埋小间距隧道在不同开挖顺序下的动态施工过程进行了模拟。通过对位移场的分析，研究了其施工力学特性。由于两隧洞之间的相互影响，并行小间距隧道对围岩的扰动程度大于两独立隧道作用的叠加；相互影响对中间岩柱的作用最为明显，对洞周、地表影响相对较弱。两洞开挖顺序不同，最终位移场的分布规律相同，但量值上存在一定差异。研究给出了在偏压、错台情况下的两洞开挖的合理顺序。

提出了一种基于均匀设计原理、最小二乘支持向量机(LSSVM)和粒子群优化算法(PSO)的快速位移反分析方法。该方法利用均匀设计和有限差分法获得学习样本，再用粒子群算法搜索最优的最小二乘支持向量机模型参数。并用最小二乘支持向量机回归模型建立反演参数与监测点位移值之间的非线性映射关系，最后用粒子群算法从全局空间上搜索与实测位移最吻合的反演参数。该反演模型利用了粒子群算法高效简单、均匀设计构造高质量小样本以及最小二乘支持向量机的小样本、泛化性能好的特点。将该模型应用于龙滩水电站左岸地下厂房区岩体地应力场的反演分析中，计算结果与实测的位移值和地应力值均吻合较好，说明了该模型在岩土工程快速反演分析中具有良好的应用价值。

近年来，面向对象的编程技术越来越受到人们的重视，并用来解决和模拟各种物理问题和工程问题，特别是在有限元方法编程和模拟中得到了广泛地应用。介绍了面向对象的程序设计方法和它与有限元程序相结合的原理和优点。在此基础上提出了面向对象有限元方法在油藏多相渗流中的应用实例，并按照面向对象的程序设计方法，基于Windows XP平台采用Visual C++.NET语言，建立了有关描述多相渗流的有限元模型的类，给出了类的描述和它的实现方法。建立的相关类及其实现方法主要包括处理矩阵计算的类、节点类、单元类、材料类、形函数类等。据此编制了油藏多相渗流的有限元分析的数值计算程序，并给出了一个数值实例。

滑坡位于金沙江下游某拟建的大型水电站库区左岸，距坝址较近，总体积约为2 560万m3，属特大型滑坡，其稳定与否将直接威胁到大坝安全和水库正常运营。由于滑坡成因复杂，对其进行合理评价和科学预测尚有困难。为此，结合野外详细勘查资料的分析，对其形成机制进行了定性分析，认为主要以滑移-弯曲型为主，局部可能存在滑移-拉裂或蠕滑-拉裂变形。在此基础上，运用三维离散元数值模拟分析方法，再现了其变形破坏演化过程，进一步证实了其滑移-弯曲型变形破坏机制，很好地解释了主滑带低于现今河床、主滑体南侧边界比较模糊等原因，从而为其发展演化趋势、稳定性和危害性评价提供了有力依据。

基于初参数解析方法的原理，建立了混凝土衬砌弹性地基圆弧曲梁内力和变位求解的初参数矩阵方程。对于多心圆拱隧道衬砌结构，利用曲梁初参数矩阵方程，以及结构的对称性和圆拱弧段交接点处内力平衡和变位协调条件，求解出了矩阵方程中初参数值，可进一步应用初参数矩阵方程求解圆拱弧段各点的内力与变位值。实例计算表明，其解析思想是可行有效的，可为类似衬砌结构设计提供一条可靠的内力分析途径。

在复合加载情况下精确求解层状非均质地基的极限承载力，具有很强的工程实用与理论参考价值。基于土体极限平衡理论与通用有限元软件ABAQUS，针对复合加载情况下上硬下软的双层不排水饱和软黏土地基的极限承载力，进行了大量的数值计算，得出了上层土临界深度Hcr的计算公式、竖向极限承载力Pv的计算公式以及复合加载情况下地基破坏时的破坏包络面方程。研究结果表明：上层土临界深度Hcr取决于土层间强度比Su1/Su2；竖向极限承载力Pv与破坏包络面取决于土层间强度比Su1/Su2、上层土深度H1与基础型式。

滑坡推力大时单排抗滑桩不能产生良好的抗滑效果，而抵抗力大、桩顶位移小的双排门架式抗滑桩能有效地限制支挡结构的变形。目前的计算方法忽略了双排抗滑桩间联系梁和圈梁所起的变形协调及桩梁岩土间的相互作用，具有一定的局限性。针对这一问题，将双排门架式抗滑桩视为桩梁岩土共同作用的单层多跨框架结构，综合考虑桩间土拱效应、框梁及联系梁对双排门架式抗滑桩的空间协同作用，提出了桩梁土空间协同作用下的双排门架式抗滑桩受力模型；基于静力平衡及变形协调原理，建立了双排门架式抗滑桩受力模型的变形方程；采用有限元理论编制了双排门架式抗滑桩的有限元程序，计算内力和变形特性；最后在三峡库区防治工程中对研究成果进行了验证，计算结果及对比分析表明该模型符合于抗滑桩的特性。

淤泥类软土的广泛分布是沿海地区高速公路建设中普遍遇到的岩土工程问题。海滩区淤泥长期受周期性的波浪和潮汐作用，在淤泥路基排水固结处理前，为便于施工，一般在两侧填筑围堰，并修建反压护道，波浪作用被阻隔，而潮汐通过排水层进入淤泥路基顶面，对淤泥路基的排水固结过程产生重要影响。基于海滩区淤泥路基中反压护道和潮汐的作用，建立了平面应变砂墙路基有限元计算模型。根据现场实测资料反算砂井路基水平渗透系数，并将三维砂井路基转换成平面应变砂墙路基，确定了转换后的等效渗透系数。计算结果表明潮汐、反压护道等对淤泥路基排水固结过程有显著影响。

在水荷载体力理论的基础上，引入钢筋应变不均匀系数和混凝土应变不均匀系数。计算衬砌渗透系数，引入反映钢筋混凝土衬砌与围岩有条件联合承载特性的充水夹层单元模型，采用等效耦合分析方法，对水工隧洞内水外渗条件下的衬砌钢筋应力和围岩应力状态进行了计算分析。计算结果表明，与考虑衬砌与围岩完全联合承载的耦合分析方法相比，钢筋应力有了较大幅度的降低，在一定程度上反映了钢筋混凝土衬砌高压隧洞运行过程中钢筋应力水平普遍较低的这一工程特性。

由于混凝土材料与岩土材料的热传导系数、比热容与热膨胀系数的差异，在温度的循环变化下使得喷射混凝土边坡容易于喷层与岩土层的结合面处产生应力集中而开裂。采用有限元的方法，考虑地应力与温度应力的耦合作用，分析了在一定的边界温度作用下不同时刻边坡喷层面的水平位移，以及喷层与岩层结合面处的剪应力的分布规律；指出在温度应力与地应力的共同作用下，喷混凝土边坡坡顶与坡脚均为容易发生破坏的地方，通常坡顶的破坏型式为拉张破坏而坡脚则为剪切破坏；边坡内的温度分布、边坡表面的位移与应力的变化均存在一定的时间效应，这一规律与实测规律比较吻合。分析结果表明，当温度变化剧烈时边坡的防护必须考虑温度应力的影响。

端部摩擦效应是三轴试验的常见问题之一。相对于常规三轴试验，由于在茂木式真三轴试验中方形试样4个端部需设置两对端部垫块，从而导致端部摩擦问题更加突出。运用FLAC3D，针对Mohr-Coulomb材料，即无中间主应力影响材料，模拟真三轴加载过程中端部摩擦对试样强度和变形行为的影响。计算结果表明，端部摩擦也可以产生虚假中间主应力效应，即使对于无中间主应力效应材料，中间主应力也会导致最大破坏主应力的增加，且摩擦系数越大，这种趋势则越明显。分析了端部摩擦产生这种趋势的原因，指出了真三轴试验中减小端部摩擦的重要性。

阐述了基于摄动法的随机有限元基本原理，采用以均值为中心的2阶摄动随机有限元，运用局部平均的空间离散方法，对顺层边坡的应力场进行了2阶统计均值、协方差和方差的分析，并结合顺层边坡沿软弱夹层滑动的破坏特征，推导了基于Mohr-Coulomb准则的顺层边坡整体稳定的安全系数和可靠度的计算表达式。结合典型顺层岩质路堑边坡工程实例，采用摄动随机有限元法进行了边坡稳定性和可靠度的分析计算。结果表明，文中介绍的摄动随机有限元法可以考虑多种随机变量对边坡系统的影响，可同时采用安全系数和可靠度作为边坡稳定性的评价指标，判定结果更为准确和全面。

在对破裂面上滑动土体静力极限平衡分析的基础上，建立了基于优化方法求解无黏性土、黏性土库仑土压力的自变量取值区间和目标函数模型，并采用遗传进化方法进行了实例求解分析。研究结果表明，遗传算法在计算挡土墙库仑主动土压力的过程中，收敛速度快、用时短，并具有较高的计算精度。算例1中5组无黏性土挡土墙的主动土压力的计算结果与经典库仑解析解非常接近，平均误差为1.748 %，平均进化代数为15代。算例2中8组黏性土挡土墙的主动土压力计算结果与文献的解答非常吻合，平均误差仅为0.017 %，平均进化代数为17.125代。遗传算法具有良好的适应性和强大的搜索性能，非常适合求解岩土工程优化问题。

针对小湾拱坝坝基开挖中出现的卸荷松弛问题，采用三维非线性有限元法对卸荷松弛效应进行了评价。通过松弛方案与未松弛方案计算，对小湾拱坝的应力和位移、屈服区分布以及坝基浅部关键截面的抗剪安全度、点安全度等方面进行了比较分析。研究结果表明，建基面地基松弛后，主要影响低高程局部区域的变形和应力，对拱坝整体变形和应力分布的影响很小；地基松弛后，拱冠梁建基面（953 m高程）坝踵处第一主应力有所增大，坝趾处第三主应力有所减小；拱冠处梁的作用减弱，拱冠梁处距坝踵20 m范围的点安全系数也略有降低；原设计方案在未松弛情况下基本可以满足《混凝土拱坝设计规范》关于建基面抗剪（断）安全系数的要求；坝基松弛后，抗剪（断）安全系数降低明显，与规范规定的要求相差较大，需采取适当的工程措施。该研究成果已为设计决策提供了依据。

根据静压桩的贯入机制，将沉桩过程模拟为半无限土体中一系列球形孔的连续扩张，土体假定为Mohr-Coulomb材料。利用球孔扩张和源-源假设理论，并采用Boussinesq解进行地面应力的修正，在此基础上分别计算出桩侧极限摩阻力和桩端阻力。通过现场试验研究发现，沉桩过程中侧摩阻力退化效应带来的影响是明显的，提出了相应的侧阻力退化公式。在充分考虑以上因素的基础上推导出了静压桩压桩力的模拟计算公式。使用Matlab6.5软件进行理论计算，并与山西太原某试验进行对比分析，一定深度以下理论值与实测数据基本吻合，证明该计算模拟是可行的。

基于实测节理面空间几何参数，采用蒙特卡罗方法对某大型镍矿III矿区节理空间进行了模拟。采用自主研发的三维矿岩块度预测软件MAKEBLOCK对其矿岩块度分布进行了预测和分析。结果表明，该矿区大多数矿岩块体体积小于 0.2 m3，绝大多数块体形状为盘状和块状，块体等效尺寸大多在0.2 m到1.5 m之间。预测结果可以作为自然崩落法工程设计与实施的参考依据。

20世纪90年代以来，离心机模型试验在岩土工程的研究和工程实践等方面的应用得到了显著的提高。研究者之所以把目光投向离心机，是因为相对于昂贵和未知的现场试验来说，用离心机模型试验要比现场试验更为优越。自从1978年剑桥大学Schofield首次利用鼓式离心机以来，它的应用研究越来越多。通过介绍鼓式离心机的主要结构、模型控制以及数据采集系统等主要特征参数，阐述了其在岩土工程应用中的优点。通过PCC桩的承载特性模型试验介绍了鼓式离心机在岩土工程中的应用。

提出智能化桩基超声波CT检测系统是超声波检测技术发展的方向。它主要通过跨孔扇形检测得到数据，CT智能反演成像得到图像，分析得到缺陷情况。这里系统地介绍了智能化桩基超声波CT检测系统的形成、理论基础、关键技术和应用情况, 引入了模拟退火反演的理论，分析了两者的相互关系。经工程实例验证，超声成像技术能较好地反映桩体内部缺陷情况，包括大小、严重程度，且结果直观。