结合潮汕车站软基处理工程设置监测断面，埋设相关监测仪器，对桩-网复合地基上部路堤填土施工过程中地表沉降、深部分层沉降、深部水平位移、桩顶应力、桩间土应力、土工格栅伸长量等的变化进行观测分析，结果表明，在加载初期，桩间土和桩顶土的应力都存在一个迅速增大的过程，但桩顶土应力增大的速率要大于桩间土应力增大的速率；当填土达到一定高度时，桩间土应力出现极值，产生的土拱效应会使4桩中心处的应力小于2桩中心处的应力值；管桩的轴力、摩阻力和地层情况密切相关，且均随时间、荷载的增加而增大；地基分层沉降的速率与路堤填土的速率呈正相关，沉降量的大小与地层深度和地层特征有关；土工格栅的拉伸位移量随着填土高度的增加而增加，且其增长速率经历了由慢到快再到缓的过程；地基水平位移随荷载的增加而增大，随深度增加而减小，管桩有效地限制了地基的水平位移。

针对深基坑支护的多支撑地下连续墙结构，考虑分步开挖和支撑对墙体的内力和位移以及支撑反力的影响，提出以弹性地基梁为基础的矩阵位移法。在求解矩阵位移法的过程中，确定土体的水平基床系数成为分析地下连续墙变形和内力的关键。Melan给出半无限大弹性空间内部线性荷载作用下的应力和位移解，在Melan解的基础上，通过对其应力解进行积分处理，并结合平面应变问题的物理方程和几何方程，得到条形荷载作用下的位移解，进而得到水平基床系数。将Melan解的矩阵位移法运用到工程实例中，并将实测结果与计算结果进行比较，验证了其可行性和正确性，可为同类工程结构设计提供理论基础。

目前地下结构地震动力分析主要研究围岩响应特征，对围岩中赋存的岩体结构的动力响应规律、塌落机制还缺乏深入研究。结合大岗山水电站工程地下洞室群，基于块体理论选取3种不利地质结构组合作为地下洞室群动力分析的主要结构形式，接着运用离散元程序UDEC研究两种地震动工况作用下不同不利地质结构组合切割的地下洞室围岩动力响应、变形特征以及节理的张开、滑移特征，分析开挖面附近块体的塌落机制。研究结果表明，陡倾角结构面切割形成不利地质结构对地下洞室围岩变形破坏机制影响较大；在地震荷载作用下，陡倾不利地质结构沿节理面的滑塌具有突发性，并且塌落模式随地震强度增加可能发生变化。

针对离石地区超高填方下深厚湿陷性黄土地基强夯加固参数及效果开展了系列试验研究，分析了强夯前、后各试验区平均夯沉量和土体主要物理力学指标的变化规律，并给出2 000、3 000、6 000 kN•m 能级条件下强夯加固的夯点中心距、最佳击数、停夯标准及有效加固深度等主要参数，在此基础上确定了强夯有效加固深度的估算方法。试验结果表明，离石地区深厚湿陷性黄土地基强夯处理后加固效果显著，有效加固深度范围内黄土湿陷性基本消除；离石或类似地区湿陷性黄土地基采用2 000 kN•m及其以上能级进行强夯处理后，地基承载力特征值均可达到300 kPa以上，土体变形模量大于25 MPa，强夯有效加固深度可采用修正Menard公式进行估算，修正系数可取0.35～0.37；2 000、3 000、6 000 kN•m 能级强夯最佳击数分别为11、10、10击，有效加固深度分别为5、6、9 m，夯点中心距分别为4、4、5 m，且分别可将点夯最后两击的平均夯沉量不大于5、5、10 cm作为停夯标准。试验研究成果可为同类工程的设计与施工提供参考。

目前，废弃物处置场渗滤液中的重金属污染物只能依靠极低渗透性的水力屏障来控制，还不存在利用化学场专门拦截重金属污染物的反应型屏障。在有机结合生活污泥的低渗透性与丰富的有机质和厌氧微生物特性的基础上，提出“污泥屏障”的构想。研究利用柔性壁渗透仪测量不同有效应力作用下生活污泥试样的渗透系数，并对渗出液的化学性质进行了监测，验证污泥屏障的可行性。试验结果表明：随着有效应力的增大，污泥试样干密度提高，渗透系数的对数值随孔隙比的减小线性降低。试样内部微生物厌氧呼吸形成的生物膜和无机物沉淀以及黏土颗粒双电层厚度的增大，也是污泥渗透系数降低的原因，污泥渗透系数仅为 数量级。另外，污泥强烈吸附能力及厌氧微生物呼吸作用形成的中-弱碱性还原环境，对渗透液中的Zn和Cd都起到了很好的拦截作用。

设计加工了室内路基防排水模型试验系统，进行了地下水位波动影响下的路基水分迁移及地下防排水的室内试验研究。通过改变地下水位高度，研究了无任何隔水措施、加入普通砂垫层及新型防排水材料作为地下防排水基层工况下路基湿度的动态响应，评价了公路路基地下防排水基层的防排水效果。试验结果表明，在地下水位的波动影响下，近地下水位的路基湿度不仅随着地下水位的变化作相应的变化，上部土体湿度因毛细作用的存在也有较大幅度的增加，当地下水位较低时，砂垫层起到了较好的防排水效果；而当地下水位较高时，砂垫层内部的毛细水上升高度大于砂垫层的高度，路基湿度产生较大变化；新型的防排水材料能有效阻止毛细水进入路基内部，具有较好的防排水效果。

淤泥固化技术在国内已经进入到工程应用阶段，明确固化淤泥的压缩特性对于指导淤泥固化工程的设计具有重要意义。通过单因素试验方案对不同初始含水率、不同水泥添加量、不同养护龄期的固化淤泥的压缩特性进行了研究。结果发现，固化淤泥压缩特性的最大特点是存在固结屈服应力，当荷载小于固结屈服应力时固化淤泥的压缩性非常小，而固化淤泥屈服之后的压缩性是屈服前压缩性的20倍以上，并且远大于未处理淤泥的压缩特性。淤泥本身是高压缩性的土，固化处理以后变为中等压缩性和低压缩性的土体。固化淤泥的固结屈服应力随水泥量增加线性增大，龄期越长、含水率越低固结屈服应力越大。固化淤泥的这种在固结屈服应力处发生突变的压缩特性和天然沉积结构性土类似，可以用双对数压缩模式来表示固化淤泥的这种压缩特性。

为研究软弱围岩（Ⅳ、Ⅴ级）条件下桥、隧相连段在后期运营中车辆荷载及其冲击作用下的力学行为、作用效应等，依托相关工程实例开展了系统的室内模型试验研究。结合桥、隧相连工程的实际特点，依据相似理论，给出了模型试验中桥、隧结构及洞周岩土体各物理量间的相似关系，对模型试验方法进行了系统的分析和阐述。通过模型试验研究表明，Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下的桥、隧相连段中，运营中的汽车荷载及其冲击作用，易使桥梁、隧道衬砌关键部位产生不利力学效应或结构损伤，使桥梁跨中、搭接端及洞底产生过大位移或沉降，并易使隧道洞口围岩稳定性降低等。因此，对桥隧相连段的桥、隧及洞口围岩各关键部位宜采取局部加强措施，以避免各种损伤或病害的发生

针对地下连续墙等柔性挡土结构, 根据土体的渐进破坏机制，建立了非极限状态下改进的库仑土压力公式，并推导了填土内摩擦角及墙土接触面上外摩擦角的发挥与土体位移的非线性关系。将这一公式运用到改进的弹性抗力法中，得到了一种新的考虑位移的柔性挡墙上土压力计算方法。算例分析表明，模型板上土压力计算值和试验实测值吻合得较好。该计算方法可用于柔性挡墙的设计及验算。

裂隙性是膨胀土的基本特性之一，膨胀土中原生裂隙面的存在往往导致膨胀土边坡的失稳。选取南水北调中线工程南阳段膨胀土进行裂隙面强度特性试验，提出了裂隙面强度三轴试验新方法。首次将计算机X射线断层扫描技术引入裂隙面的强度试验，通过测量裂隙面真实产状，准确分析裂隙面上的破坏应力，提出了裂隙面强度参数的整理方法。研究成果表明，裂隙面的峰值强度不仅远小于两侧土的峰值强度，而且也小于两侧土的残余强度；裂隙面强度较低的原因主要是其具有较高的含水率、蒙脱石含量以及颗粒排列定向度。地下水淋滤作用对于膨胀土裂隙面存在3个方面的影响：微观上使得膨胀土中铁的氧化物由三价转变为二价，形成与两侧土颜色完全不同的灰白色裂隙黏土；细观上改变了母体土的矿物成分和颗粒排列结构，使得裂隙填充物具有较高的蒙脱石含量和颗粒定向度；宏观上形成了裂隙面与两侧土体力学强度的显著差异。

变径桩在桥梁桩基和软土地基处理得到了一定程度的应用，对其承载特性和工作机制的研究十分必要。通过室内大型模型试验，对大直径变截面单桩的荷载与沉降关系、桩侧摩阻力分布形式、桩身内力和桩端、变截面处的破坏模式等问题进行了探讨，试验结果表明，在桩顶截面相同的情况下，变截面桩竖向承载特性受变截面比影响显著，变截面比越小，竖向极限承载力越小。模型试验P-S曲线不存在最优变截面比，变截面比设计受桩横向受力特性的控制。变截面处土体挤土效应的发挥是以牺牲桩顶位移为代价，在只有到达一定桩身位移时，才体现明显的挤土效应，使承载力提高。

钙质砂是一种特殊的海洋沉积物，开展钙质砂在爆炸作用下动力响应特性研究具有重要的理论意义和工程实用价值。通过室内小型爆炸试验，研究饱和钙质砂在爆炸作用下土压力、孔隙水压力和质点振动加速度等参数的变化规律。结果表明：饱和钙质砂中爆炸应力波随距离增大而衰减，但随爆心距增大衰减速度呈减小趋势；随试样相对密度增大爆炸应力波的衰减速度趋缓；爆炸引起的超孔隙水压力在10～30 ms内到达峰值，在前3 min内快速消散，消散幅度达90％以上；双发雷管微差起爆相对于单发起爆，最大单段起爆药量相同，但微差起爆由于爆炸应力波的叠加，使得钙质砂动力响应加剧。与相同试验条件下石英砂爆炸响应对比表明，相同测点处钙质砂动力响应弱于石英砂，应力波在钙质砂中衰减速度远比石英砂快，说明饱和钙质砂对爆炸应力波有着极强的吸收和衰减作用；爆炸近区钙质砂颗粒大量破碎，形成爆炸破碎和压缩区，形成这几个区域所耗损的爆炸冲击能量大约占总能量的25％左右。

作为治理滑坡的重要手段之一的抗滑桩，由于岩土体介质的特殊性，桩后滑坡推力、土体抗力及桩身变形破坏模式与理论计算存在较大差异。通过悬臂式抗滑桩加固滑坡的模型试验，对滑体进行逐级加载，测得桩后滑坡推力、桩前土体抗力和桩体的应变，研究滑坡推力分布、土体抗力的变化情况、桩身变形破坏模式。试验结果表明，对于悬臂式抗滑桩可分为分离段和接触段两部分，滑坡推力逐渐向接触段集中；桩前土体抗力主要在桩前25 cm以上，随着深度增加，抗力逐渐减小；悬臂式抗滑桩为折断破坏形式，破坏点的位置在滑面以下25 cm处。模型破坏主要是由于桩前土体发生屈服，从而使桩顶部位移过大，致使桩身因折断破坏而失效，最终滑坡模型失稳。其结果可为实际工程提供借鉴。

以三峡库区黄土坡滑坡滑带土为研究对象，利用环剪仪研究了黄土坡滑坡滑带土在单级剪、预剪以及多级剪3种环剪方式下的残余强度特征。试验结果表明：不同环剪试验下剪切带的形成与剪切位移相关；残余强度随有效法向应力的增大而增大，对于已经存在剪切带的滑带土，环剪时能很快达到残余强度状态；滑带土环剪轴向压缩分初始剪胀、颗粒运移压密和稳定压密3个阶段，且每个阶段剪应力变化趋势不同；预剪试验和多级剪切试验得到的残余强度偏大，应该首选单级剪切试验测试滑带土残余强度指标。

通过室内调配不同含水率的重塑淤泥，利用研制的室内微型高精度十字板剪切仪，研究了含水率对重塑淤泥重塑不排水强度的影响。该仪器的剪切强度分辨率为1 Pa，经试验验证，仪器测量结果的稳定性较好，但对强度越低的重塑淤泥试样其测量值的相对平均偏差越大。淤泥含水率对淤泥的不排水强度有显著影响，不排水强度均随含水率/液限的增大而减小，含水率/液限越大，不排水强度下降趋势越小。相同的含水率/液限时，不同种类的重塑淤泥的不排水强度比较接近。在双对数坐标中，不排水强度均随含水率/液限的增大而线性减小。由试验数据得出了不同种类重塑淤泥的不排水强度与含水率/液限之间的关系式，利用该关系式可以求得每一种重塑淤泥任意含水率下的不排水强度。文中的试验值大于洪振舜提出的关系式的计算值。当IL >2时，试验值与Locat和Leroueil提出的关系式的计算值基本吻合，当IL <2时，试验值大于Locat和Leroueil提出的关系式的计算值。

国内每年产生大量的污泥，其无害化处理、废物重新利用的技术是解决疏浚污泥污染问题的必由之路，而污泥固化技术是其重要的途径。纸浆渣烧结灰自身所具有的吸水性和自硬性是一种研制廉价污泥固化剂配方的重要成分，是把造纸产业废弃物和生产废弃物同时再利用的环保工法，具有现实的研究价值。对纸浆渣烧结灰基本特性进行了试验研究，并在此基础上进行了污泥固化的试验研究，主要包括纸浆渣烧结灰酸碱度试验、吸水率试验、微观结构试验、抗剪强度试验和污泥固化土的无侧限抗压强度试验，结果表明，纸浆渣烧结灰呈弱碱性；吸水性随着压力的增大而减小，存在一个最小吸水率；抗剪强度随含水率的增加而减小，且具有自硬性。纸浆渣烧结灰可提高水泥固化污泥的无侧限抗压强度，并且水泥的掺入含量越高，其强度的提高越显著。

地震断层错动会引起上覆土层变形，从而造成断层附近的建筑结构、管线产生附加的变形和内力引起破坏。通过一个土工离心机试验分析上覆饱和黏土层在4步连续断层错动作用下的静力响应行为。着重分析断层错动引起的地层变形的范围、不均匀沉降区的分布特点、剪切裂缝在土层传播路径及地表开裂的位置等工程上重点关注的问题。得到以下几点认识：(1) 基岩断层错动引起的地层变形范围基本上不受基岩错动量大小的影响。(2) 断层错动引起地层的不均匀沉降区基本呈三角形分布，其地表宽度约为1倍左右的土层厚度。(3) 基岩错动引起的主剪切裂缝基本沿竖直方向向上传播，其传播距离取决于基岩错动量及土体的破坏应变。(4) 基岩断层错动在主剪区的下盘一侧边缘会产生张拉裂缝，且产生张拉裂缝所需基岩错动量远小于产生剪切裂缝所需的错动量。

为了研究爆炸条件下不同垫板形式锚杆对洞室加固效果的影响，现场试验中选择了平板和碗形两种不同的垫板形式。通过抗爆试验，对锚固洞室宏观破坏形态、洞壁位移特征、拱顶位移与比例距离之间的关系以及爆心两侧拱顶各点位移进行了对比，分析了两种垫板形式在爆炸条件下对洞室加固效果的影响。试验结果表明：在爆炸条件下，碗形垫板可以充分发挥锚杆抗拉能力高的特点，拱部围岩经碗形垫板加固后，整体刚度能够得到较大提高，对岩体的加固效果较好。

对平移模式下的刚性挡土墙和滑裂面间的楔形土体处于被动极限平衡状态的应力进行分析，考虑墙面和滑裂面之间土体水平力平衡，运用土拱效应原理推导出被动土压力系数和滑裂面水平倾角。并根据水平单元土体的静力平衡条件建立平衡方程，提出被动土压力分布、土压力合力及其作用位置的公式。将公式计算结果与试验结果以及库仑、朗肯理论所得结果进行比较，结果表明，与试验结果接近，验证了所得计算方法的合理性。

以花岗岩为岩样在最低冻结温度为-40 ℃、融化温度为20 ℃的条件下对5组岩样开展了冻融循环试验，最高累积冻融循环次数为100次，并采用核磁共振（NMR）技术检测岩样内部损伤变化。试验结果表明，冻融作用会对岩石内部造成损伤，循环次数达到一定值时岩样表面产生明显裂纹；NMR T2谱图和成像结果表明，冻融作用使岩样孔隙结构重新分布，孔隙数量随循环次数增加而增加，产生裂纹后T2曲线信号幅度发生显著变化。最后使用损伤力学原理对花岗岩冻融损伤机制进行探讨，得到材料连续性与孔隙率的损伤关系、有效应力与孔隙率的关系表达式，并以岩样核磁共振结果为基础，得出其有效应力与循环次数的表达式。

采用三维颗粒流程序，模拟了堆石体的真三轴试验，不仅研究了堆石体在三维应力条件下的宏观应力变形特点，而且将细观与宏观参数联系起来，进一步完善了对堆石体的研究。试验过程采用等中主应力比路径加载。通过比较堆石体真三轴颗粒流模型试验和室内真三轴试验结果，表明颗粒流程序能较好地模拟堆石体的力学特性。颗粒流数值试验结果表明，中主应力对堆石体在三向应力状态下的强度和变形特性均有显著的影响。应力比参数b从0～1变化过程中，中主应力面先压缩后膨胀，小主应力面一直处于压缩状态；中主应力对内摩擦角、弹性模量和泊松比也均有影响。从细观上看，围压越高，b值越大，颗粒配位数越大，孔隙率越小，故从细观角度解释了堆石体的宏观应力变形现象。

废轮胎应用于岩土工程不仅开辟了废轮胎处置的新途径，还为解决岩土工程问题提供了新型复合材料。为了更好地模拟实际回填土受力工况，采用不固结不排水三轴试验研究了掺量为10%～50%的废轮胎颗粒与黄土混合物（以下简称GR-LM，granulated rubber loess mixtures）的剪切特性，考察了掺量、围压对剪切强度的影响。对试验结果进行了机制探讨。研究表明，所有GR-LM试样均表现出应变硬化特点，纯废轮胎颗粒在试验所有围压范围内呈近似线性的偏应力-应变特性；GR-LM应力-应变特性与掺量和围压有关，低围压下存在剪切强度增大的掺量为30%，其GR-LM强度高于其他各掺量混合土并略高于纯压实黄土的剪切强度；GR-LM剪切强度机制与GR-LM孔隙填充状态、基质土物理状态、弹性骨架颗粒有关，总体上随骨架颗粒的不同接触关系而表现出粉土与粒状土的强度特性，在剪切强度特性上体现出掺量与围压作用的相互耦合，而与压实粉土或砂土有所不同。

土工格室柔性护坡是一种既经济、简便并有绿色环保的护坡模式，越来越被广泛应用于实际工程。但由于该类护坡受周围环境及气候的影响比较大，很多土工格室柔性护坡的失稳破坏是降雨入渗产生的。针对格室防护体系的整体剪切破坏模式，采用极限平衡法建立了降雨条件下防护边坡稳定性分析模型，并通过模拟计算分析了土体含水率、边坡角度、铆钉间距、格室坡长、坡面冲刷和格式深度对其稳定性的影响。研究结果可为土工格室柔性护坡的合理设计和稳定性评价提供技术支持。

溶质在土工合成衬垫（GCL）长期入渗过程中具有明显的化学-渗透特性。室内渗透试验表明：阳离子之间的置换效应对GCL衬垫渗透系数影响较大，10 mM的CaCl2溶液使渗透系数上升至2.5×10-11 m/s，而30 mM的CaCl2溶液使渗透系数上升至5.6×10-11 m/s。渗透液体浓度的增加缩短了溶质穿透GCL的时间，且预饱和处理试剂对GCL渗透系数的变化影响较大，采用蒸馏水作为预饱和试剂处理GCL衬垫对其渗透系数的影响明显小于CaCl2溶液；建立了考虑膜效应和离子交换效应条件下溶质运移耦合动力学模型，并对GCL穿透试验过程中溶质浓度的变化进行了预测，仿真计算结果表明，10 mM和30 mM两种CaCl2溶液渗透条件下，Ca2+浓度变化的试验结果和计算结果均相吻合，验证了耦合动力学模型的可靠性；从Ca2+浓度及流量穿透曲线分布可知，化学-渗透效应可有效地延缓溶质的迁移速度。随着溶质浓度的降低，阻滞作用更显著。因此，在分析GCL衬垫中溶质入渗特征时，必须考虑化学-渗透效应的影响。

以温州浅滩一期半岛起步区首期1#地块为工程背景，对薄壁筒桩、钻孔灌注桩、预应力管桩进行现场静载荷试验，研究结果表明：在滩涂土地区，与钻孔灌注桩、预应力管桩相比，薄壁筒桩不会产生沉渣问题、桩身质量好、挤土效应弱、节约工程造价，承载力及桩顶沉降量均满足滩涂土地基加固要求，更适宜应用于滩涂土地基处理中，且在滩涂土地区，薄壁筒桩不会产生土芯闭塞效应，土芯的存在及桩顶封盖对于提高承载力具有一定的贡献，适当增加筒桩桩长可以提高承载力。

对岩土三轴试验数据采用两种线性回归法计算所得的抗剪强度参数c、φ值会有差别。为了揭示这两种回归方法差别的根本原因，深入最小二乘法线性回归的基本原理指出，按大小主应力回归的结果是最佳估值，而按p-q曲线回归的计算结果不可靠，为了得到统一的结果，对后者所基于的最小二乘法进行了修正；推导了修正后的回归系数计算公式，证明了修正后两种方法得到的结果相同，并用一组千枚岩三轴试验数据进行了验证。结果表明，修正后用这两种方法确定三轴试验抗剪强度参数值都将得到同样的最佳无偏估值。

5.12地震导致大规模的松散崩滑物质堆积于沟道，极大的增加了震后降雨型沟道泥石流爆发的概率。然而，灾后特殊的物源条件和成灾环境改变了传统沟道泥石流的形成机制，给震后沟道泥石流的防治工作带来了巨大的困难。为此，以水文学为基础，在构建松散堆积体潜水位变化水文学模型的前提下，借助水力学理论，分析了沟道堆积体内水力随潜水位变化的规律和特征，研究作用在单元条块堆积体上静水压力和动水压力的计算方法。在合理分段沟道松散堆积体的前提下，基于无限边坡理论完成了对各段堆积体下滑力、基底抗滑力及剩余下滑力的表达构建。结合算例解析了震后降雨条件下堆积体失稳的力学机制。分析表明，震后沟道松散堆积体失稳启动并泥石流化是流域降雨作用下堆积体内潜水位不断抬升、水力环境不断劣化的结果。流域大、沟道窄、堆积深、导水系数小、沟床缓的堆积体因较高的潜水位更易在降雨中失稳，且失稳模式因条块间剩余下滑力差异而分为整体推移启动及解体牵引启动两类。

为预测和评价灾难性滑坡的致灾机制，基于国内近年来地震和降雨诱发的灾难性滑坡资料，对地震和降雨滑坡的等价摩擦系数H/L、最大水平运动距离L、最大垂直运动距离H与滑坡体积V的关系进行分析。研究灾难性地震和降雨滑坡的远程运动特征以及不同规模滑坡最大水平运动和垂直运动的优势距离。研究结果表明，滑坡的H/L、L、H与V具有幂律关系，其中H/L与V具有负幂律关系，L、H与V具有正幂律关系。同一规模等级的地震和降雨诱发灾难性滑坡的水平和垂直运动距离不同。以H/L＝0.42作为滑坡远程运动的标准，地震诱发的灾难性滑坡与滑坡远程运动的关系较小，而降雨诱发灾难性滑坡与滑坡的远程运动的关系较大。根据滑坡运动距离的累积分布表，以80%滑坡的运动距离所分布的范围，建立了滑坡不同规模等级的优势运动距离区间，同规模等级的地震滑坡和降雨滑坡在水平和垂直运动的优势距离区间上存在差异。灾难性滑坡的运程不仅受滑坡体积的控制还与其诱发机制相关，其研究成果可为由地震和降雨诱发的灾难性滑坡的致灾区域和致灾强度的预测和评价提供参考依据。

采用考虑结构性损伤的四折线应变软化模型，针对管桩沉桩过程中产生的挤土效应，得出改进的柱形孔扩张理论解，并与已有模型进行对比分析，结果表明，简化的四折线模型与软土的典型压缩曲线最为接近，提出了四折线模型中各直线段和相应参数的确定方法。采用Mohr-Coulomb屈服准则和相关联流动法则，提出了桩周不同区域内土体的应力、应变计算公式，给出了极限软化半径、极限破坏半径和极限扩张压力的计算方法。结合工程实例，通过对比分析发现，四折线模型的位移计算值与实测值最为接近，能更好地符合管桩挤土效应的实际情况。

为了探讨土石比及大粒径块石对碎块石土强夯加固效果的影响规律，对3组不同土石比条件下碎块石土强夯地基的瑞利波检测数据进行了对比分析。夯后波速曲线具有明显的突变性，并随着土石比的减小其突变程度增强，突变段与大粒径块石有较好的对应性。波速增加比例曲线具有垂直分区特征，土石比对强夯加固区厚度影响较大。大块石对周边土体存在较强的扰动作用，夯后波速曲线往往表现为突然锐减，特别是当其位于夯后场地表层或较多大块石距离较近时表现更加明显。当大块石位于强加密区内时，加固深度随着大块石埋深增加而减小，且其埋深越靠近波速增加峰值点时加固深度越浅。研究成果对碎块石填土强夯地基的设计和施工具有参考价值。

结合某核电站地基加固工程，在强夯试验期间运用多种原位测试方法，对不同能级强夯下防渗墙的振动强度以及防渗墙的安全状态进行了实时监控。基于试验结果，分析了各能级强夯振动对邻近的海工防渗墙抗渗性能和各段间搭接面完整性的影响；结合现场条件，提出了防渗墙的振动速度控制标准，并用于指导正式强夯期间的施工。长期监测结果表明，采用的监控方案合理可行、原位测试方法准确可靠，为类似工程的强夯振动安全性评价提供了重要参考。

为解决高瓦斯工作面双U型巷道布置中煤柱损失大、相邻工作面复用回采巷道维护困难的难题，综合采用理论分析、数值计算和现场试验的方法，研究得到煤柱宽度对相邻两工作面之间煤柱内复用巷道围岩应力分布和变形特征的影响规律：随着巷道一侧煤柱宽度的增加，巷道围岩垂直应力峰值向一侧移动，并逐渐远离巷道；当巷道一侧煤柱较小时，巷道以窄煤柱帮变形和顶板下沉为主，随着煤柱宽度增加，底鼓增大并成为巷道主要变形。以煤柱内应力峰值比值为指标，分析煤柱宽度与巷道稳定性的关系，并将不同宽度煤柱进行了稳定性分区。研究成果成功应用于工程实践，为类似条件下巷道布置提供依据。

“明显的粒径分级”是超高台阶排土场的重要特征，而散体岩土块度分布及其抗剪强度参数是影响超高台阶排土场稳定性和灾害防治的两个关键因素。针对江西某铜矿排土场，开展了现场粒径调查和散体室内试验研究，探讨了排土场散体岩土块度随排土场高度变化的分布规律，分析了散体岩土块度分布参数与其物料抗剪强度参数的定量关系式。研究结果表明，平均粒径 、粗料含量P>5 mm和最大粒径是随排土场高度的增加而明显减小，这表明排土场的堆积散体具有“明显的粒径分级”现象；“Gandin-Schuhmann模型”拟合的分布参数与排土场高度呈递减函数；分布参数B越大，粒度组成中粗颗粒含量越多，剪切强度参数内摩擦角φ值越大，且分布参数B与内摩擦角φ呈指数函数关系。研究成果可为超高台阶排土场稳定性分析及灾害防治提供理论依据。

针对断层区煤巷顶板破断问题，分别建立了正断层和逆断层构造区的顶板弹性深梁力学模型，研究了顶板应力分布规律，并以Mohr-Coulomb破坏准则为判据，分析了不同顶板压力、支护强度、跨高比等因素下的顶板破断机制。理论分析表明，顶板深梁最大有效剪应力随跨高比增大而增大；其随跨高比不同而呈现出3种不同破断模式；穿越断层的巷道在断层区域应尽早使用强力支护系统，提高支护强度；穿越正断层的巷道在断层面附近应当提高护表效果。根据理论分析结论提出，在煤巷断层区使用让压型锚索箱梁支护系统，可对顶板围岩进行及时强力支护，实现“先控后让再抗”，既能有效发挥支护系统作用，又能充分发挥围岩自承能力。上述支护对策应用于巨野矿区断层区煤巷支护方案设计中，有效防止了顶板事故的发生，验证了理论分析的正确性。

为研究高速公路环境与边坡填筑一体化设计关键技术，在对某高速公路段12 m高加筋边坡进行长期工作特性的现场试验研究基础上，建立考虑格栅黏弹性和土体黏弹塑性流变模型的高速公路加筋边坡数值分析模型，采用增量-初应变迭代法对各种工况进行了分析计算。通过与试验测试数据的对比，验证数值的可靠性，进而进行大量变动参数的数值分析，详细地探讨加筋边坡填筑过程中加筋结构的力学特性。在将试验数据和数值分析结果的对比分析的基础上，得到边坡加筋体内土压力、地基应力和格栅拉力分布规律及其成因，随后与类似加筋直墙和单级加筋路堤的研究结果对比，得到多级加筋陡坡的一般规律及其破坏模式。

采用FLAC3D软件，建立了抗滑桩结构工程中摩擦拱、端承拱和联合拱3种数值模型。对比研究3种拱在形成发育、拱强度影响因素及规律等方面的异同，探讨了两单独拱的联合机制。结果表明，联合拱发育以摩擦拱形成为始点、以端承拱破坏为终点，两单独拱并存且各有明显的主导区。联合拱的分布区域、极限承载力和塑性区分布均可近似为两单独拱情况的叠加，且端承拱在其中占较大比例。不同影响因素对同种拱的影响性质及影响程度均存在差异，同一影响因素对不同拱的影响性质一致但影响程度不同。联合拱的分拆和两单独拱的联合，提供了研究土拱效应的新路径，有利于认识的深化和细化。

响应位移法能够反映软土隧道在地震荷载作用下的动力反应特性，是一种简便实用的隧道抗震设计简化分析方法。以方形截面隧道为例，采用地层－结构整体动力有限元方法，验证了响应位移法的准确性与合理性；为了简化响应位移法的计算过程，基于平面应变假定，采用弹性理论的复变函数方法推导了土弹簧刚度的解析表达式，并与有限元解进行了对比分析。将土弹簧刚度的解析表达式应用到响应位移法的计算中，同时采用地层剪应力及自由场地震反应位移的简化计算模式，将简化后的响应位移法和整体动力有限元法进行了对比分析，验证了简化方法的可行性。

选取矿井涌水水源判别中常用的灰色关联分析和逐步判别分析作为基础模型，分析了两者的优缺点及单独使用中存在的问题，提出耦合判别思路，设计了GRA-SDA耦合式水源判别模型。利用某矿区实际样本数据，选取Na++K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-共6组离子以及矿化度作为判别因子，对该模型进行实例验证。分析表明，该模型判别结果与实际情况吻合较好，与单独使用一种分析方法相比较，有效地提高了水源判别正确率。

在使用Yasuhara等建立的裂隙开度的应力腐蚀和压力溶解模型的基础上，将溶质浓度场引入笔者已开发的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力耦合的二维有限元分析程序中，针对一个假设的位于非饱和岩体中且有核素泄漏的高放废物地质处置库，拟定2种计算工况：（1）裂隙开度随应力腐蚀和压力溶解而变化（基岩的孔隙率亦是应力的函数）；（2）裂隙开度和基岩的孔隙率均为常数，进行热-水-应力-迁移耦合的数值模拟，考察了岩体中的温度、裂隙开度的闭合速率、闭合量、孔（裂）隙水压力、地下水流速、核素浓度和应力的变化、分布等情况。结果主要显示：应力腐蚀引起的闭合速率要高于压力溶解引起的闭合速率6个数量级，且两种因素产生的闭合速率随时间先增加后减小，并趋于稳定；当考虑应力腐蚀和压力溶解时，近场的负裂隙水压力上升很高；工况1中裂隙开度和孔隙率减小，使得相应的渗透系数降低，故该工况的裂隙和孔隙中核素浓度较工况2为高；由于不计入负的孔（裂）隙水压力对应力平衡的影响，2种工况的岩体中的应力量值及分布基本相同。

受明显的层状结构影响，加之材料参数和动荷载的双重随机性，动力条件下碾压混凝土重力坝的层间抗滑稳定可靠度问题值得关注。考虑地震波频谱特性、峰值加速度、坝体材料参数的随机性，统计概化出地震作用下坝体的潜在滑动失效路径；在特定地震动作用下，基于随机有限元分析结果，采用刚体极限状态判断准则和响应面法构建失效路径的动力抗滑稳定功能函数，进而求得其抗滑稳定可靠指标；接着考虑不同失效路径的相关性，用Ditlevsen窄界限公式估算体系的可靠度；最后，考虑地震动荷载的随机性，采用基于全概率公式的数值拟合积分方法求解大坝抗滑稳定体系的动力可靠度。研究结果表明，动力条件下，当水平地震系数大于0.2时，重力坝层间抗滑体系可靠度不再由建基面失效路径决定，而是由下游折坡处层面的失效路径决定。该方法数学意义明确，实用性强。

针对摩擦接触问题，给出一种新型的无网格数值方法。该方法基于单位分解思想，在标准无网格Galerkin法的位移模式中嵌入不连续函数和裂尖奇异函数，分别反映接触面的不连续性和接触面端点的奇异性；结合接触摩擦定律，继而构造出求解摩擦接触问题的无网格线性互补模型。在该方法中，接触面方程使用接触点对离散，全局离散系统方程则转化为标准的线性互补问题，可以很方便地使用Lemke算法求解。算例分析证明，本文方法的正确性和有效性。

近10年的运营经验表明，国内南方地区第1批建造的山谷型垃圾填埋场中的渗滤液水位一般较高。同时，现有研究表明，降雨入渗引起渗滤液水位过高是垃圾填埋场失稳的主要诱因之一。因此，研究强降雨条件下山谷型垃圾填埋场的水分运移规律及其稳定性，具有重要的现实意义。基于七子山填埋场浅层、中层和深层垃圾土的土-水特征曲线和Brooks-Corey公式，利用非线性拟合技术得到垃圾土的渗透性函数；运用饱和-非饱和渗流理论，对递减型、中心型、增强型和平均型4种降雨模式下七子山填埋场的水分运移进行了数值计算；利用极限平衡理论，对不同降雨模式下七子山填埋场的稳定性进行了分析。结果表明，降雨模式对山谷型垃圾填埋场内的水分运移规律和填埋场的稳定性有显著的影响，递减型降雨模式下填埋场内孔隙水压的变化最大，同时填埋场稳定系数也下降最为明显，为最不利降雨模式；经历7 d 746 mm的极端强降雨后，七子山填埋场具有极大的失稳隐患。

注水井反冲洗工艺是抽油机井维持正常生产的重要措施之一，反冲洗压力是决定反冲洗效率的主要因素。反冲洗过程涉及到地层与套管在水压作用下的相互耦合作用，鉴于目前对洗井压力的制定以套管抗挤压强度为依据，运用ABAQUS-6.5软件，对油藏岩石-套管进行了三维弹塑性固结有限元分析，建立了流-固耦合数学模型，研究了注水井反冲洗过程中套管、地层和流体的瞬态响应，实现了套管、地层和流体间的耦合作用，得到了套管应力随洗井时间的变化规律。计算结果表明，洗井地层的地应力分布状态和地层性质对洗井压力影响较大，主要受到地层弹性模量、渗透性能和地层水平地应力的影响。洗井压力的制定应综合考虑套管和地层状况，与单纯考虑套管的承载能力相比，其研究结果可为洗井工艺的制定提供更为准确的理论基础。

基于空间梁单元有限元法，建立了两种高速铁路多跨简支梁桥的全桥空间分析模型，一种是包括桩基的列车-桥梁模型，给出成层土的动力阻抗，采用改进的Penzien模型模拟桩-土作用；一种是不考虑桩-土作用的墩底固结的列车-桥梁模型；分析了两种模型的自振特性，计算了两种模型在不同车速、墩高、地震强度、不同地震波等工况下的地震反应。计算结果表明，桥梁横向位移、加速度主要受到低频成分的影响，这部分频率与其底部地震波相互反馈，改变了地基运动的频谱组成，使接近于桥梁结构自振频率的分量获得加强，考虑桩-土作用后，横向位移/加速度增加较大；桥梁竖向振动频率受桩-土作用影响较小，随墩高和车速的增加梁体竖向位移增加不大，梁体竖向加速度受高频成分的影响较大，这些高频主要由车辆荷载和轨道不平顺引起。

岩土工程数值模拟技术中参数选取的正确性是反应材料真实力学特性的基本前提。借助于颗粒离散元分析软件PFC2D，对黏性土类材料样本开展了大量的平面双轴压缩试验。通过记录不同围压下样本的轴向应力峰值，并依据摩尔-库仑强度准则对数值试样的剪切强度参数（内摩擦角、黏聚力）进行标定。着重探讨了黏性材料细观参数中颗粒刚度比kn /ks（0.5～10共12组）、颗粒粘结强度SBS（0～50 kPa共12组）、颗粒摩擦系数?（0～6共16组）以及颗粒粘结强度比K（0.1～10共15组）和材料宏观剪切强度参数以及材料剪切特性之间的相关性。研究结果表明：颗粒粘结（法向、切向）强度同对材料黏聚力呈线性相关；颗粒摩擦系数与材料内摩擦角呈近似对数相关；颗粒刚度比大小对材料剪切强度参数变化亦有微弱的影响；此外，K值（切向粘结强度/法向粘结强度）是影响材料的剪切破坏形态的重要因素。最后，采用了两个多元非线性拟合公式，定量地描述了以上各细观参数和材料宏观剪切强度参数的联合关系，并给出了K值的建议取值，为后续的研究提供重要的理论基础。

极限平衡水平条分法较适用于成层岩土边坡，但较竖直条分法尚有不足之处。通过研究水平条分与竖直条分中条间力的关系，建立起水平与竖直条分法相对应的条间力假设条件；并针对水平条分法遇到滑动面存在弓形体时，采取水平条分和斜条分相结合的模式进行处理。在此基础上，推导出了瑞典法、简化Bishop法、简化Janbu法和Morgenster-Price（M-P）法在水平条分时的安全系数计算公式，其中，根据满足条件不同，得到了瑞典法的两种不同安全系数计算公式，并根据以往研究成果将一般简化Janbu法进行改进。当使用任意曲线和圆弧滑动面两种型式时，通过算例对比分析，验证了对水平条分法所做研究的可行性。同时，也表明了两种瑞典法得到的结果是一致的，改进的简化Janbu法在边坡稳定性分析上较一般简化Janbu法更优。

重复压裂已成为油田老井挖潜、稳产增产的重要技术手段，而地应力转向机制与压裂时机选择一直是制约该技术增产效果的关键问题。对ABAQUS有限元软件平台进行了二次开发，考虑储层孔隙度和渗透性随岩石体积应变的动态演化，实现了流体压力变化与岩石物性参数的全面耦合，并分析了重复压裂转向机制。结果表明，地应力转向现象普遍存在，人工裂缝对地应力的影响范围有限，而孔隙压力变化是造成地应力转向的主要因素；随着生产的持续进行，地层压力下降变缓，岩石体积应变变化趋缓，导致渗透率下降趋于平稳，应力转向距离逐渐增大并最终趋稳；应力差越大、应力转向距离越小,越难形成重复压裂转向裂缝。其研究结果实现了流-固耦合作用下地应力转向的可视化描述，直观地模拟结果有利于指导重复压裂的应用实施。

采用简化的k-??和mv-??分段模型，通过把结构性土一维固结问题转化为上、下层土体厚度不断变化的双层地基一维固结问题，得出了变荷载下结构性土一维固结近似解，并与数值解对比验证了解的合理性。分析结构破坏后渗透系数和体积压缩系数的变化分别对结构性土固结特性的影响表明，在固结系数减小程度相同的情况下，渗透系数减小程度增加则按孔压定义的固结度减小程度加大，而体积压缩系数不断增加则按变形定义的固结度减小程度加大；固结过程中按孔压定义的固结度大于按变形定义的固结度，且随着体积压缩系数增加程度加大，二者的差距加大。