地下水源热泵井（ground source heat pump，简称GSHP）是一种新型的浅层能源利用技术。基于能量守恒方程和质量守恒方程，建立单井热泵系统的热传递方程、渗流方程、连续性方程以及THM（thermo-hydro-mechanical）耦合本构方程。通过COMSOL软件，对单井系统周围区域进行流动模拟，得到井体的整体热位移变形图和破坏准则图。研究结果表明，(1) 水压力梯度随着井体半径的增加而变大，最终趋于一个稳定的值；(2) 热传递模型的理论计算结果和工程现场的实测值具有较好的吻合性，证明该模型的合理性和有效性。

岩石的破裂性质及破裂面的起伏粗糙特征对岩石的破裂机制及破裂面的参数取值具有重要的理论和应用意义。采用高精度的三维激光扫描和扫描电镜技术，结合分形理论，揭示高应力条件下大理岩卸荷破裂性质及破裂面的细微观形态特征，阐述主破裂面粗糙度分形维与卸荷岩体强度间的相关规律。在高应力卸荷条件下，大理岩岩样随着卸荷速率的递增宏观破裂性质由剪切、拉剪复合向张拉劈裂发展。初始围压越高卸荷速率越快，主破裂面越起伏粗糙，而初始围压越高卸荷速率越慢，主破裂面越平坦光滑。随卸荷速率的增大，微观上大理岩逐渐由穿晶剪切断裂、沿晶面张裂+穿晶剪切的复合断裂、沿晶面张裂或劈裂的变化特征。卸荷岩体的内摩擦角随破裂面粗糙程度分形维D的增大而增大，而黏聚力随D的增大而减小。

目前大多数非饱和土的弹塑性本构模型用非饱和击实土的试验结果进行验证，但现场其他类型的土，如沉积土经常有在非饱和状态下外部环境变化的情况。现有的非饱和土弹塑性模型是否适用于沉积土一类的现场土是需要研究的课题。进行非饱和上海第③层土的吸力控制排水排气三轴剪切试验，使用文中提出的能统一考虑非饱和土水力性状和力学性状的弹塑性本构模型，预测上述三轴试验结果，并与试验数据进行比较。比较结果显示，建立的本构模型能够很好地预测非饱和上海软土的水力和力学性质，说明该模型不仅可以适用击实土的预测，还能够很好地适用于其他类型非饱和土的水力和力学性质的模拟。

采集贵广铁路天平山隧道典型软弱破碎围岩岩样，在室内开展三轴常规压缩和三轴压缩蠕变试验。基于岩石试验成果，分析炭质页岩的蠕变力学特性，低应力水平条件下岩石仅出现减速蠕变和等速蠕变阶段，在更高的应力水平条件下，岩石并未出现加速蠕变的现象，但围压在一定程度上提高岩石的屈服强度，弹性模量亦有随着围压增加而增大的趋势。据此，建立依托工程炭质页岩蠕变全过程的黏弹塑性应变软化蠕变力学模型，推导该蠕变力学模型在三维应力状态下的本构方程，并确定模型的参数，运用最小二乘法对模型的参数进行辨识。通过与试验曲线对比显示，所建蠕变模型能够描述依托工程炭质页岩的蠕变力学特征，可以用来研究该隧道软弱破碎围岩的蠕变性质和稳定性。

海相软黏土的结构性对土体的变形与强度特性有着重要的影响，这种影响与爆炸挤淤置换法处理软基的置换深度直接相关，是海堤基础沉降与稳定性分析的不确定因素。为了探究结构性对海堤地基沉降的影响，并对海相软黏土的压缩特性进行定量分析，建立结构性黏土的压缩变形模型，同时给出模型参数的确定方法。利用文献中的试验数据对模型进行了验证，结果表明模型不仅适用于一维应力状态下的变形分析，能够描述三轴应力状态下结构性黏土的压缩特性。利用所建模型对浙江漩门地区海相软黏土的压缩特性进行模拟，分析表明，模型能较好地考虑结构性对该地区软黏土压缩变形的影响，为该地区海堤沉降的预测提供量化分析的手段，有助于加强结构性黏土地区海堤地基设计与施工的理论基础。

通过分析岩盐应力-溶解耦合效应对盐腔水溶建腔过程的影响，研究应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制。研究表明，在盐腔成腔过程中，应力-溶解耦合效应对盐腔形状的影响不可忽略；应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制在于溶蚀作用下在水的溶蚀影响范围内的腔壁围岩力学性质发生变化，同时，由于腔壁边界处围岩力学性质的改变，造成盐腔内部溶蚀过程发生变化，从而使盐腔形态发生改变；根据应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔机制，建立应力-溶解耦合作用下的盐腔水溶建腔计算方法；使用编制的应力-溶解耦合作用下的盐腔形态变化计算程序以及FLAC计算软件对水溶建腔过程进行计算。计算结果表明，相比于纯溶解作用，应力-溶解耦合作用下计算得到的盐腔形状与实际溶腔形状较为符合。该研究成果可为进一步研究储库盐腔水溶建腔机制提供理论依据和分析基础。

采用劈裂宜昌砂岩，对中细砂、粗砂及混合砂砂粒填充条件下加载路径、轴压、围压、填充物颗粒粒径及填充物厚度对渗流速度的影响规律进行探讨。研究结果表明，在不同填充物一定的应力情况下，加力路径发生变化，渗流速度也发生变化，这是工程中测量渗流数据离散的原因之一；轴压与渗流速度成线性关系，当围压?3≤1.5 MPa时，围压对渗流的影响较大，当?3＞1.5 MPa时，围压对渗流的影响极小；粒径与渗流速度呈单调递增关系，围压对无填充物的影响大于对有填充物的影响；渗流速度与填砂厚度在一定范围内呈现指数递增关系、研究中给出特定条件下轴压围压与渗流速度的定量分析公式。

为研究悬臂抗滑桩加固边坡的地震响应和抗滑桩桩身弯矩分布规律，利用北京工业大学结构实验室的大型振动台进行悬臂抗滑桩加固边坡模型的振动试验。在试验过程中，输入汶川地震重华镇波，记录边坡不同位置加速度的时程变化，并作对比分析，采集抗滑桩桩身的应变，用于分析桩身弯矩分布。结果表明，地震过程中边坡内部加速度自下而上逐渐放大，边坡顶部放大效果达到最大；悬臂抗滑桩的加固效应和桩间土体成拱作用使附近土体的动力响应受到限制；抗滑桩的嵌固端与悬臂部分分界面随着地震波的输入应变急剧增大，而悬臂部分随着高度增加应变减小，反映了悬臂抗滑桩弯矩的“凸”形分布规律。

采用南水北调中线工程南阳膨胀土和新乡膨胀岩重塑试样，开展一系列干湿循环后的强度试验和一维固结后的有荷浸水膨胀试验。试验结果表明，(1) 膨胀土强度随竖向应力增加表现出明显的两阶段特性，低应力状态与高应力状态下的强度指标差别很大；(2) 同一上覆压力下，膨胀土的有荷膨胀率随着初始含水率的增大而线性减小，随着初始干密度的增大而线性增大，分别给出考虑初始含水率、上覆压力双因素影响的膨胀率表达式和考虑初始干密度、上覆压力双因素影响的膨胀率表达式，给出膨胀土一维固结后有荷浸水膨胀的应力-应变关系。分析认为，(1) 膨胀土边坡多发生浅层滑动，应测定低应力状态下的强度参数用于边坡稳定分析；(2) 膨胀土边坡浅层部分和坡脚的压实度不宜过高。

古代土遗址病害发展与土的含水率变化密切相关，但土遗址保护现场快速准确测定土的含水率不是一件容易的事。选择遗址土、含盐土、黄土等进行对比试验，研究分析微波炉烘干法（简称微波炉法）测遗址土含水率结果的可靠性。在测定试验土样界限含水率和易溶盐含量的基础上，对比分析微波炉法、烘箱法两种方法测定土含水率的误差来源。试验结果表明，土的塑性对微波炉法的测定有一定影响，但测定误差均在2%以内；土的含盐量影响水分的蒸发速度，不影响微波炉法的测定结果；微波法测定遗址土含水率准确，且具有快速、便捷等优势，值得在土遗址保护工程中推广使用。

通过块体集上限分析方法，研究锚板的抗拔承载力和破坏面特性，并将分析结果与Das[1]以及Rowe[2]的锚板模型试验结果进行详细对比，验证块体集上限法的有效性。分析斜坡地形条件下锚板抗拔承载特性，并与Khing等[3]的条形锚板抗拔承载力试验以及Rao和Prasad[4]的圆形锚板抗拔承载力试验进行详细对比，分析斜坡地形条件下锚板模型试验中采用拉杆加载的方式对于试验结果的影响。分析结果表明，斜坡地形条件下拉杆的存在对于锚板抗拔承载力影响较大，模型试验应优先采用Trapdoor模型。

锁儿头滑坡属特大型断层破碎带滑坡。该滑坡滑带土主要由强风化的中、上志留统千枚岩、板岩等构成，滑带土中粒径大于2 mm的颗粒含量约为30%，在滑带土颗粒组成中占有重要地位，其强度特征对滑坡体的稳定性分析具有重要影 响。为此，利用室内大型直剪仪对不同含水率下锁儿头滑坡滑带土的剪切特性进行试验研究，结果表明，在控制干密度为1.7 g/cm3情况下，不同含水率滑带土试样的剪应力-应变关系均呈现出弱应变硬化特征，而且法向压力越大，应变硬化特征越明显；在剪应变ε为10%时，相同含水率下滑带土剪切模量G0.1随法向压力的增大而增大，同一法向压力下的剪切模量G0.1与含水率间呈负线性相关关系；利用邓肯-张双曲线模型对锁儿头滑坡滑带土不同含水率下大剪试验剪应力-应变关系进行数据拟合，拟合效果良好，但该模型不能反映土的应变软化性质。

地震作用下边坡的动力响应研究是边坡动力稳定分析的基础，利用FLAC3D有限差分软件建立一个顺层岩质边坡动力数值模拟模型，对其在竖向和水平向地震耦合作用下的动力响应全过程进行研究。研究表明，地震竖向和水平向耦合作用模拟比简单的模拟水平向振动更加接近实际情况，对岩土体的破坏更大；顺层岩质边坡在耦合地震作用下存在垂直放大和临空面放大作用；坡面水平向和竖向加速度均随高程增加呈增大趋势，在结构面处增大特别明显；竖向地震波产生的水平与竖向拉裂是触发斜坡体产生初期崩滑破坏的主控因素；边坡动力响应特征值的放大效应表明，其放大系数值从大到小依次是：竖向加速度＞水平加速度＞竖向速度＞水平速度；耦合地震波作用下，随着av /aH的增大，坡面监测各点横向位移基本呈增大趋势，说明竖向地震作用起了重要的破坏作用。

通过滤纸法试验，测得3种干密度下的土-水特征曲线，拟合得到3种干密度下的Van Genuchten模型参数，分析干密度对土-水特征曲线及Van Genuchten模型参数的影响。通过室内回弹模量试验，分析压实度和含水率对回弹模量的影响，并建立回弹模量与压实度和含水率之间的关系式。基于水力耦合机制，结合试验结果建立地下水位变化作用下的路基湿度及变形的动态响应模型，计算地下水位从-6 m上升到-3 m后，路基的含水率和回弹模量分布以及路基的变形。计算结果表明，干密度对土-水特征曲线Van Genuchten模型参数产生显著影响，饱和体积含水率随着干密度的增大线性减小，残余体积含水率随着干密度的增大线性增大，参数a与进气值的倒数线性相关，参数n随干密度的增大线性增大；回弹模量随着含水率的增大而减小，随着干密度的增大而增大；地下水位上升导致路基土的含水率显著增加，回弹模量明显下降，引起不可忽视的路基变形；不同填筑压实度下，地下水位变化引起的路基变形差异很明显，控制路基土的压实度是提高路基土性能的有效途径。

对双圆（DOT）盾构隧道周围土体采用椭圆形非等量径向位移模式，在镜像法基本原理上，推导土体损失引起的附加应力计算公式，研究双圆盾构正面附加推力、双圆盾构机与土体之间的摩擦力以及土体损失在平行既有隧道上引起的总的附加荷载的分布规律。研究结果表明，附加荷载的变化规律与双圆盾构机和邻近平行隧道的相对位置密切相关，是一个三维问题；随着双圆盾构机开挖面通过前后，附加荷载由压力变为拉力；土体损失是引起相邻隧道上附加荷载的主要因素，其次分别是盾壳摩擦力和正面附加推力；已建隧道受到的附加荷载变化规律与其和双圆盾构机的净距 S 密切相关，随着 S 的减 小，附加荷载急剧增大；随着平行既有隧道轴线埋深的变化，在轴线位置处，双圆盾构机对平行既有隧道的附加荷载影响最大。

系统研究掌握国外标准规范，是企业跨出国门走向海外市场的第一步，也是增强国际竞争力的关键。同时，修订与完善国内现行规范，必须借鉴与吸收国际标准的先进经验。介绍了欧洲规范EN1997－1[1]设计原理，包括作用、效应、抗力与极限状态验算不等式，分析3种设计方法的取值特点与应用现状。以《建筑地基基础设计规范》[2]为例，对比分析中欧岩土工程设计规范中设计方法的异同点及国内规范存在的问题。以一浅基础设计实例，说明欧洲规范3种设计方法与国内规范设计方法设计结果的差异，并在该基础之上，提出改进国内规范设计方法的几点建议。

针对三维极限平衡法计算边坡安全系数存在着分析过程繁琐、较难普及推广等诸多不足，建立了一套实用的三维边坡安全系数计算曲线。假设三维滑面为中间圆柱和两端为部分球面的组合滑面，采用基于滑面正应力修正的极限平衡分析方法，计算36 864个均质边坡，根据计算结果绘制该套曲线。依据该套曲线可以得到，（1）根据已知边坡体的相关指标快速获得三维安全系数，能够得到较二维分析方法更准确、更客观的稳定性评价；（2）根据实际坡体的稳定状况反分析获得滑面土体强度参数，有效地克服二维反分析得到滑面土体强度参数偏高的弊端。研究成果可为均质边坡三维稳定性初步评价提供简单、实用的参考依据。

针对岩体结构面力学参数的重要性，开展最小二乘法、点群中心法、随机-模糊法、可靠度分析法4种结构面抗剪强度参数线性回归方法的理论对比与分析。在传统点群中心法的基础上，提出求解过程严密、计算精度较高的改进优化算法。为保证可靠度分析法中验算点法参数初始赋值的准确性，提出基于可靠度理论的结构面抗剪强度参数c， 的均值、标准差优化赋值方法。以武隆县鸡尾山滑坡为例，比较不同岩体结构面数据条件下上述4种方法的适用性。结果表明，各方法的适用性与试验数据的离散性及数据量有关；当数据线性理想时，4种方法均可直接用于结构面抗剪强度参数的线性回归分析；当试验数据较离散时，点群中心法已不再适用，可根据工程要求、异常值情况和计算收敛情况选取合适的数据处理方法。

岩体是流变体，在高地应力的长时间作用下其内部非均匀应力随着时间自我松弛，逐渐趋向于静水压力状态。在这样的状态下，虽然其体积仍维持弹性，但丧失了进一步抵抗剪切变形的能力，处于流动的状态，其能量储存具有体积的特征。采用平面压缩模型，研究岩石在不同应力水平长期作用下的变形性状及能量分配关系，给出在快速卸荷条件下发生自持续动力断裂破坏条件，以期揭示深部岩体初始地应力水平（能量在体变及形变上的分配关系）对卸荷条件下岩体运动过程中表现的惯性、黏性及弹塑性变形的影响规律，为建立深部岩体加卸荷本构关系打下基础。

以京沪高铁西渴马1号隧道为工程背景，采用室内相似模型试验研究管棚和双排小导管预加固措施的加固效果。通过分析开挖过程中不同预加固措施下围岩应力和位移的变化规律，得到以下结论，（1）在隧道轴向上，管棚和双排小导管支护起到了梁的作用，能很好地控制上方岩土体由于隧道开挖而导致的松动，且减少掌子面上方围岩应力，保证掌子面的稳定性；（2）在隧道横向上，管棚和双排小导管能与周围的岩体形成承载拱，可限制上部围岩应力释放，提高支护结构的安全 性；（3）管棚的纵向梁效应要强于双排小导管，但双排小导管的横向拱效应要强于管棚。

分析地震引起的挡土墙位移及墙后土压力，对于评估挡土墙可靠性具有重要意义。基于拟动力法，考虑时效、地震波传播的相位差、超载、墙背摩擦角、填土黏聚力以及填土开裂等影响，建立地震作用下挡土墙主动土压力计算模型，获得挡土墙绕墙趾转动模式下主动土压力大小、分布形式及作用点高度。同时，考虑挡土墙本身受地震荷载作用的影响，求出挡土墙绕墙趾的转动位移。通过与Mononobe-Okabe法对比可知，文中获得的主动土压力值与Mononobe-Okabe法接近，但Mononobe-Okabe法低估了主动土压力作用点高度，表明采用Mononobe-Okabe法设计存在风险。通过算例分析了地震系数、墙背摩擦系数、超载大小、时间、填土黏聚力和内摩擦角对挡土墙转动位移的影响。

从岩石破碎机制分析出发，通过建立岩石破碎比功模态，确定破岩机具结构尺寸、岩石力学特性和破岩工艺三类对岩石破碎比功有影响的参数。引入模糊逻辑法，将上述参数作为模糊逻辑分析的输入变量，岩石破碎比功作为模糊逻辑分析的输出变量，建立用于预测岩石破碎比功的预测模型。将该模糊预测模型应用于某工程实例，通过对比模型所得结果与工程实践中的真实岩石破碎比功，该模型所得结果与工程实践中的真实值比较接近，预测模型设计合理，模糊推理规则能够表达工程实践，在给定输入变量的情况下，该模型可有效预测岩石破碎比功这一重要特征参数。

二维与三维边坡稳定性分析得到的安全系数存在着差异，讨论这种差异与滑体几何尺寸及土体强度参数间的变化规律及其形成机制，可为合理地评价边坡稳定性分析提供理论依据。针对均质三维边坡，利用基于滑面正应力修正模式的极限平衡法分析程序，定性地讨论滑体形态、长高比、坡比、土体强度参数等指标对二维与三维安全系数计算结果差异(以F3/F2表示)的影响，总结F3/F2与影响指标间的变化规律，分析变化规律形成的内在机制。从工程应用的角度，给出需要考虑该差异影响的分界标准。研究表明，F3/F2随着长高比L/H、内摩擦角?及坡比m的增大逐渐减小，随着黏聚力c的增大逐渐增大；对于满足下列条件之一的边坡，宜采用三维安全系数来评价其稳定性，(1) L/H ≤ 5的滑坡体；(2) 5< L/H ≤ 10且 c > 25 kPa(或? < 15°，或m < 1.0) 的滑坡体。研究成果可为合理评价边坡稳定性分析方法提供参考。

在沉桩位置处设置预钻孔是工程中减小扩孔挤土效应的常用有效措施。针对邻近斜坡的沉桩挤土问题，假定土体为线弹性模型，采用镜像方法，将桩体的贯入模拟为一系列球形孔连续扩张过程，在已有文献的基础上进一步推导出邻近斜坡设有预钻孔时的沉桩挤土位移表达式。结果表明，受斜边非轴对称位移边界的影响，远离斜边自由边界一侧的挤土位移不如靠近斜边自由边界一侧明显；斜边自由倾斜边界越陡（即参数 越小），斜坡挤土位移越大；随着边界角度 的增大，斜边倾斜边界对沉桩挤土位移的影响逐渐减弱；预钻孔的孔深和孔径对减小邻近斜坡沉桩挤土位移有较大的影响，二者的结合能更有效地减少挤土位移的范围和深度。

有效桩长的定义有基于承载力角度和沉降角度两种方法，由于影响因素的多样性，有效桩长的研究比较复杂。运用桩顶刚度控制法确定有效桩长。基于Winkler地基模型，以荷载传递法为工具，推导出双层土的桩顶刚度计算公式，并对有效桩长影响因素进行了分析。结果表明，桩径的增大有效桩长增加；土层刚度比(第二层土刚度与第一层土刚度之比)增大有效桩长减小；桩端刚度的增大对有效桩长的影响都不明显，第一土层厚度的增加在一定范围内对提高有效桩长是有用的

对于深厚软土桥梁桩基础的沉降计算，土层的压缩模量是一个极为重要的参数。针对京沪高速铁路桥梁桩基沉降，以DK152工点处的土工试验数据和现场测试成果为基础，通过拟合分析得到与土层深度有关的天然状态下压缩模量计算公式。在该基础上，进一步运用神经网络建立土层压缩模量与桩基沉降之间的映射关系，对不同土层在不同深度的压缩模量进行反演分析，相关反演结果与经验公式计算值基本一致，得到的桩基沉降量与现场监测位移吻合良好，说明文中提出的压缩模量计算公式的准确性和实用性，相关模型概化和反演计算方法也是合理的，对深厚软土地基下高速铁路桥梁深长桩基的沉降计算有一定的参考价值。

膨胀土含水率的变化直接影响基桩的工作性状，为研究实际工况条件下膨胀土中基桩的浸水胀拔特性，开展钻孔灌注桩在浸水条件下的胀拔力原型试验。试验结果表明，浸水过程中，土体位移缓慢增长，最后达到稳定，受土体密实度和含水率的影响，表层土体竖向膨胀位移总是大于深部土体位移；伴随着土体的吸水膨胀过程，桩顶胀拔力首先快速增大，之后缓慢增大，最终达到稳定。分析认为，桩顶胀拔力是浸水过程中土的胀切力、桩体自重和桩土界面摩擦力共同作用的结果，为保证建筑物的安全，应合理设置桩长，使中性点以下的桩体锚固力大于桩顶极限胀拔力。

采用高速摄影仪，拍摄轻气炮中弹丸对侵彻面不同侵角的高强度混凝土靶体的侵彻过程，分析靶体侵角、弹丸着靶速度对弹丸侵彻靶体的运动特征。研究结果表明，弹丸以200 m/s左右的低速侵彻靶体时，弹丸在侵彻角度为0°的靶体中作水平运动，靶体侵角大于0°时，弹丸均在着靶后150～200 μs发生偏转；弹丸在靶体中的水平侵彻速度、偏转角度与其侵彻时间有很好的相关性，靶体侵角一定时，弹丸着靶速度越小，弹丸水平侵彻时所需时间越短，靶体飞溅物的速度越小；靶体侵彻面角度对靶体飞溅物速度和弹丸水平侵彻时间的影响作用相对比弹丸着靶速度的大，说明靶体侵角的大小是安全防护工事中不可忽视的重要问题。

在模型试验中，锚杆一般尺寸较小，应变监测较为困难，可将光纤Bragg传感技术（FBG）应用于隧道模型试验中解决该问题。基于西安地铁二号线4个典型断面实际工况进行隧道模型试验，将自行设计封装的光纤Bragg光栅传感器粘贴在锚杆模型表面，监测其在不同应力状态下的应变。根据隧道开挖前、隧道开挖后、衬砌支护后、抗裂极限状态和极限破坏状态5个应力状态的实测数据，得到锚杆轴力在隧道受力过程中的变化规律。试验结果表明，锚杆受力大小在隧道开挖前后有一定变化。衬砌支护后，随围岩压力增加，锚杆轴力基本呈增加趋势，拱顶附近锚杆承受压力，支护后压力变化不大；拱肩到墙角的锚杆承受拉力，衬砌支护后受力开始增加；锚杆在含水率大的黄土隧道中受力较大，更能发挥其作用。文中方法在模型试验中的应变监测方面提出新的可靠途径。

利用材料进入破坏状态时具有的剪胀特性及爆炸造成材料结构改变和弹性波波速会发生改变的特性，在模型体内设置应变砖，测量爆炸时材料的体积应变，并测量爆腔附近模型材料的波速。测试结果表明，在模型化爆试验中，可以得到与实际岩体爆炸情况下相似的破坏区，应用这两种方法监测模拟化爆试验模型体的破坏区是有效和合理的，可为进行相关的分析提供试验依据。

用弹性地基梁来模拟地下隧道结构，推出考虑弯曲、轴力、剪切、内外阻尼以及在双参数地基模型上的振动方程。引用地下管道近似的位移计算方法，计算地下隧道结构，避免积分变换的繁琐，通过一种特殊的分离变量法，使得动力荷载以强加位移和速度的方式施加，实例计算中涉及内外阻尼项，可以方便地求出自振频率和阻尼比的表达式和考虑阻尼后结构位移衰减曲线，得出对于地下结构内阻尼的影响很小的结论。

根据Hoek-Brown破坏准则和等面积原则，通过岩石力学试验数据和野外地质调查结果，算出工程岩体主要的力学参数，可用于地下工程的岩体分级。该方法能够较好地反映岩体的赋存条件和力学状态，对岩体的工程力学性质认识更加深入，为地下工程设计和施工支护提供更加科学、合理的依据。实践表明，相比于最常用的BQ分级法，文中方法在深埋地下工程中更加科学、适用

针对纵向非均质性严重的砂砾岩油藏，基于典型的分层砂砾岩图像，在不同层位选取代表性的岩心薄片分别构建相应的三维数字岩心，采用合并法构建砂砾岩数字岩心，并提取相应的孔隙网络模型，采用常规法构建相应的砂砾岩孔隙网络模型，对常规法和合并法得到的孔隙网络模型结构特征和渗透率特征进行对比分析。分析结果表明，合并法构建的砂砾岩孔隙网络模型能够描述其孔隙结构特征，且能有效地描述出砂岩介质在横向和纵向渗透率的差异特征，可为砂砾岩油藏岩心的精确表征及渗流机制的分析提供一套有效地研究思路。

绿砂高额的处理费用与其具有的再利用潜力相比，使绿砂再利用的研究得到重视，尤其对公路路基改良具有很大的利用潜力。针对膨胀土路基的胀缩问题，围绕绿砂及膨胀土-绿砂混合物进行一系列室内土工试验，探讨绿砂作为公路膨胀土路基改良剂的可行性。在不同含水率及不同配比条件下，对绿砂以及绿砂改良后膨胀土的基本物理性质、击实特性、力学特性等进行室内对比试验分析。分析结果表明，绿砂改良膨胀土试样的强度主要取决于试样的含水率、掺砂率；随着掺砂率的增加，塑性指数逐渐降低，最佳含水率也随之减小，最大干密度增大的幅度变化很小，无侧限抗压强度先降低而后提高，其后又降低。

大岗山水电站地下厂房断层发育，两条陡倾角断层穿过厂房中后部，控制着厂房的围岩稳定性。拱顶处发育的断层由于开挖而出现塌方，需要对塌空区以及地下厂房进行稳定性监测。2010年10月建立南非综合微震系统（ISS）微震监测系统，对断层控制的厂房区域进行微震监测。采用能级分布法、时空分布法、能量指数法、位错法等对断层控制下的塌空区、厂房边墙、断层周边岩体进行了稳定性评价。监测表明，塌空区微震事件少，能级小；边墙岩体位移较小，微震事件数目较少；断层面间滑动位移分布不均，整体位移量不大，断层面岩体活动性不强。因此，断层区域在进行加固后，岩体整体稳定性有所提高，受断层影响较小，故地下厂房稳定性较好。微震监测对水电厂房开挖及运行期的安全稳定性评价有较强的指导意义。

挤土型桩的挤土效应一直是工程界研究和关注的热点问题之一。结合南京长江四桥北接线段现浇X形桩软基处理工程，首次开展现浇X形混凝土桩（简称X形桩）沉桩过程现场试验，测得不同X形横截面方向、不同距离及深度处的水平位移、侧向土压力以及孔隙水压力的分布规律，研究X形桩挤土效应规律。研究结果表明，最大水平位移发生在桩顶，距离5倍等效桩径处的土体水平位移可以忽略不计；随着桩中心距的增加，挤土压力和孔隙水压力逐渐减小，并且尖角方向的挤土压力大于凹弧方向的挤土压力。现场试验数据为X形桩的布置形式以及桩间距的选择提供有力的设计参考依据。

岩饼是工程区高地应力的标志之一，其形状与主应力的大小和方向直接相关，岩饼出现时刻通常的应力解除法不能再用 于原地应力测量。根据国内外众多学者多年来对岩饼现象的研究成果，提出一种根据岩饼的几何形态测量初步计算三维地应力的方法。经实践验证，与同一工程区其他地应力测量方法的结果相比，岩饼几何形态测量方法确定出三维地应力的方向相差不大，倾角差值在10°以内，方位角之差小于20°，主应力大小满足岩饼出现的条件，具有简便实用的优点。

以广－珠铁路江门隧道下穿富水河道段为依托，针对其超浅覆、大断面、富水等特点，对超浅覆大断面暗挖隧道下穿富水河道的风险源进行系统分析，阐述风险产生的原因及造成的危害。在对可能采用的预加固手段及开挖方案进行初步比选后，采用三维数值模拟手段进一步量化比选，提出在地表隔水措施基础上，采用水平旋喷与大管棚复合超前支护并结合三台阶法开挖方案。研究表明，该方案能有效止水并加固地层，有效规避塌方风险，保证隧道施工安全的同时，加快施工进度及降低造价，可为类似工程提供参考。

锦屏一级水电站左岸开挖高边坡的开挖高度达到530 m，断层发育，岩体卸荷深度大，地质条件十分复杂，边坡在施工期和运行期的稳定性问题特别重要。对边坡的工程地质条件进行分析，介绍锦屏一级水电站工程左岸边坡的变形监测布置及监测结果。锦屏一级左坝肩边坡采用表面变形观测、浅表变形观测及深部变形观测，由表及里3个层次监测边坡岩体的变形。表面变形监测采用外观变形监测方法；浅部变形监测采用多点位移计，监测深度为0～90 m；深部变形监测采用平洞测距、水准沉降及石墨杆收敛计等监测方法，布置于勘探平洞内，穿越主要断层及深部拉裂缝，最大监测达到260 m。截止2011年5月，边坡浅表最大水平位移106.1 mm，最大垂直下沉位移58.6 mm，主要受边坡开挖及支护控制。深层最大水平变形量为47.48 mm，最大垂直沉降变形为7.2 mm，主要受深部拉裂缝及断层控制。目前位移趋于收敛，最大变形速率小于0.1 mm/d，满足安全控制标准，边坡已趋于稳定。

选用典型的尾矿库工程实例，采用流固耦合和强度折减法相结合对其尾矿坝进行稳定性分析，确定尾矿库渗流场分布及浸润线的位置，该浸润线位置与实测浸润线位置吻合较好。建议强度折减过程中尾矿坝的失稳准则，计算安全系数，确定潜在滑裂面的位置，并与极限平衡法计算出的安全系数及临界滑裂面位置进行比较，表明强度折减法得出的结果与Bishop法结果接近，流固耦合-强度折减法在尾矿库稳定性分析的可行性。在该基础上研究尾矿坝潜在的失稳模式，将尾矿坝潜在的失稳模式分为局部失稳和整体性失稳两种，局部失稳为尾矿坝的部分坝面发生滑移，整体失稳为整个尾矿坝坝体发生失稳，并分析导致该尾矿坝两种失稳模式的主要因素，认为浸润线埋深过浅是导致局部失稳的主要原因。

以重庆机场路渝洲隧道原位车道扩建为8车道工程为背景，通过文献调研、数值分析、监控量测和爆破监测等手段，对隧道原位扩建形式比选、扩建开挖对邻近建筑物变形影响和扩建爆破作业对邻近建构筑物影响等开展研究, 得到如下结论：（1）隧道原位扩建有单侧扩建、两侧扩建和周围扩建3 种形式，从施工力学分析，单侧扩建形式最优；（2）渝州隧道地表最大沉降曲线与小净距隧道类似；（3）地表沉降槽曲线的影响半径为40 m左右；（4）渝州隧道最大地表沉降差距离中线约10 m和30 m，实测临近建筑物沉降满足规范，建筑物安全；（5）爆破振动监测显示临近隧道和建筑物的振速值均远低于规范限制值，说明既有隧道形成的临空面对于吸收和释放爆破振动能量的作用很大。该研究成果为今后类似隧道原位扩建工程的施工方案提供参考借鉴。

高应力构造区大断面煤巷围岩控制技术是煤矿巷道工程中亟需研究的问题之一。以峰峰集团新三矿废矸充填复杂困难煤巷为典型研究对象，综合现场调研和数值模拟分析结果得出高应力作用下大断面煤巷变形破坏特征，提出一种基于“索-拱”结构为核心的高应力煤巷围岩控制系统-锚杆索桁架，分析该支护系统基本结构，设计流程及支护预应力场分布特征，在新三矿某一置换煤巷开展工业性试验，研究结果表明，新型支护系统结构稳定，巷道围岩控制效果良好，对类似困难巷道支护具有一定的理论和实用参考价值。

目前国内已有较多穿越板岩地层的隧道工程，由于板岩的独特性质，板岩隧道工程问题多发，塌方是较为频发的现象之一。通过对木寨岭隧道塌方现象的分析，研究板岩隧道塌方的工程特征及影响因素，在此基础上运用板的稳定理论探讨板岩塌方现象的发生机制，结合实例进行分析，提出预防塌方现象的关键措施，并通过现场实际效果进行检验。结果表明，板岩的层状特性及初期支护跟进的不及时是发生塌方的根本因素，预防塌方现象应从这两点加以入手。木寨岭隧道后续施工的顺利进行，证明对于板岩隧道塌方原因的认识及预防措施的选取较为准确，对类似隧道工程塌方的预防及治理有一定的借鉴和参考意义。

悬臂-拉裂式崩塌是崩塌类型中较为常见的一种，常发育于近水平层状的陡峻岩质边坡，在我国的西南和西北山区以及三峡库区，该类危岩体的数量多且崩塌发生频率高。调查研究表明，差异风化剥蚀、河流侧蚀、海水浪蚀、碳酸盐溶蚀等作用是岩质边坡产生凹进岩腔和凸出悬臂的外动力地质作用。在调查基础上，概化出厚层硬岩夹薄层软岩和薄层硬岩夹软岩两种悬臂梁崩塌破坏模式。根据悬臂梁最大弯曲应力计算理论，推导出岩腔极限深度计算公式，并结合岩石风化剥蚀速率，对悬臂梁危岩体产生破坏的时间进行了预测。通过岩腔极限深度计算公式的分析和悬臂梁崩塌野外调查结果，均表明岩腔极限深度与悬臂岩体厚度成正相关，而与顶部裂缝深度比成负相关。根据最大拉应力-抗拉强度比值分析法，推导出悬臂梁危岩体稳定系数计算公式，并给出其稳定性评价标准。通过典型算例，对文中方法的正确性进行检验，结果表明该方法具有公式简单和计算可靠等优点。

基于卸荷岩体的理论和方法，对大岗山水电站坝肩边坡进行研究。以大型通用有限元程序ADINA为计算平台，对比分析坝肩边坡卸荷后，不同地震加速度及不同锚固长度和锚固吨位在卸荷条件下关键点的位移和应力以及塑性区的变化规律，认为边坡开挖变形由两部分组成，一部分为卸荷回弹，另一部分是由于大吨位锚索施加后产生的朝向坡内的压缩变形。研究表明，由于锚索穿过V岩体底部界线，在可能的滑坡剪出口形成强大的阻滑键，增加锚索长度或吨位均可有效地减小坝肩塑性区，地震加速度为0.1g和0.15g时，在各加固吨位下均可能形成塑性区的贯通；在不同的地震加速度下，受不同锚固长度和锚固力影响，不同关键点处水平向位移呈现线性变化和非线性变化，非线性关系中的拐点应重点关注；若要减少岩体塑性区，相同比例下增大锚固长度效果更好。为了有效减少在高地震烈度时边坡塑性区的发育，建议采用增加120%的锚固长度。

针对含初始缺陷的既有地铁隧道受邻近穿越隧道施工影响的首都地铁隧道工程背景，基于有限差分方法，通过对既有地铁车站结构受邻近隧道穿越后的抗震性能研究，揭示其抗震动力响应机理。结果表明，在邻近隧道穿越影响下，含初始缺陷的既有隧道各薄弱控制点在地震作用下位移和应力动力时程的波动趋势具有相似性，说明衬砌结构是整体运动的，其位移、应力较穿越前均有所增加，边墙和仰拱在穿越后抗震性能影响最大，剪切破坏主要以车站结构周边土体为主，新线穿越后其剪切破坏分布范围有所增大，应进行注浆加固处理，与自身结构刚度相匹配，提高抗震能力。

在盾构隧道基础上结合浅埋暗挖法可以有效地解决地铁车站和盾构隧道施工之间的矛盾。北京地铁14号线试验段采用外径为10 m的土压平衡盾构修建，试验段上的车站结合PBA法（洞桩法）扩挖而成。综合运用预测地表沉降的经验公式、相关统计资料和规范，以及数值模拟方法，对大断面盾构隧道结合洞桩法修建地铁车站的施工过程进行地表沉降分析。结合北京地铁车站地表沉降控制基准值和现有地铁车站地表沉降统计数据，提出较为合理的地表沉降控制标准，并按照三级控制的管理方法，分级分步进行地表沉降控制，研究结果对指导工程施工有一定的参考价值。

对于浅埋隧道施工引起土层位移的解析解，其边界条件的数学处理上比较困难，因此实际工程的应用中受到限制。为解决这一缺陷，基于弹性力学的Airy应力函数，将半无限平面内土体的应力及位移分布转化为解析函数。然后，采用边界配点的方法，控制地表处的应力边界条件( = 0， = 0)及隧道周边土体的位移边界条件( ， )。最后，采用最小二乘法，确定土体应力及位移函数的各项系数，求得浅埋隧道在周边土体产生径向位移的作用下，地表及深层土体位移的半数值半解析解。算例分析表明，该方法可以考虑任意荷载及位移作用的边界条件，能够充分发挥解析法和数值法两者的优点，且计算结果与实测结果较吻合，在预测地表及深层土层位移中具有一定的实用价值，可为进一步采取工程措施控制地层变形提供理论依据。

城市轨道交通造成环境的振动“污染”不容忽视。通过现场测试和理论分析，得到南京地面轨道交通运行引起的大地竖向振动加速度幅值、频率随距离轨道中心线不同位置的衰减规律，即随着与轨道水平距离的增加，大地竖向振动加速度幅值总的趋势表现为逐渐减弱，但在距离轨道中心线20～30 m之间振动幅值有所反弹；振动加速度的频率集中在0～ 100 Hz，最大值出现在30～80 Hz左右，随着与轨道水平距离的增加，各频率的振动信号分量总的趋势是减弱，且频率愈高衰减愈快。基于“北京交通大学”预测公式，建立包含受振点距离、地基土性质、列车速度3个参数的南京地面轨道交通运行引起大地振动的预测模型，与实测数据相比，吻合较好。

火灾作用下衬砌材料力学性能的劣化会引起隧道结构的损伤，变形量的增大，危害隧道运营安全。基于几何和材料非线性理论，综合考虑火灾作用下衬砌结构中温度的非线性分布，材料力学性能的高温劣化及热膨胀等因素的影响，提出用于描述火灾作用下隧道衬砌结构变形行为的理论分析模型。在此基础上，给出半圆形隧道在火灾作用下截面转角及径向变形的解析解，分析火灾持续时间对衬砌变形行为的影响规律，可为隧道结构防火设计及灾后评估提供理论依据。

随着铁路交通建设的快速发展，铁路交通运行引起的环境振动日益引起人们的关注。为了更好地研究地面振动荷载的特性及其传播规律，根据列车本身的结构和道床结构特性，将钢轨、轨枕、道床以及高出地面部分的路基作为整体，建立车厢-转向架-道床结构体的地面振动荷载二系弹簧计算模型，通过分析现场测试得到的地面振动速度数据和车辆自身的振动情况，并利用傅立叶变换程序FFT对地面振动荷载数据进行傅立叶变换，得到地面振动荷载的数定表达式。

视岩石将由3种成分构成：颗粒、界面和基体，采用FLAC模拟圆形巷道开挖之后围岩中的剪切应变增量、最小及最大主应力的分布及演变规律。在静水压力条件下，剪切应变增量的高值区主要分布在软弱的基体之中，形成了相互交织的剪切带网格，而最小主应力的高值区（环向高受压区）主要分布在相互接触的颗粒之中，形成了若干圆环。当侧压系数不等于1时，剪切带网格的轮廓呈三角形。颗粒尺寸的增加使剪切带的数目降低，长度增加，最小主应力的高值区的数目降低，间距增加；颗粒尺寸大时的结果与分区破裂化现象相近。由此提出一种可能的裂化机制：节理岩体中的若干岩块由于自组织作用而被挤成1圈，如果应力水平足够高，就可以形成多条环向的被未破坏区隔开的破坏区。

岩土介质多场耦合问题需考虑诸多因素，温度、渗流及应力之间的耦合关系复杂，试验条件不易控制，且难以实现，因此，辅以数值模拟手段具有重要的意义。基于混合物理论，推导出岩土介质温度、渗流和应力耦合的数学模型及其控制方程，提出该数学模型的求解方法，以MATLAB语言为平台，将Abaqus程序作为一个模块嵌入迭代算法程序中，编制了多场耦合分析程序，并给出了2个典型算例验证该方法的有效性和实用性。然后，将建立的多场耦合模型和计算程序应用于石油钻井施工过程的模拟，重点分析井壁围岩内温度场、渗流场和应力场的变化规律，以及钻井液温度的变化对井壁稳定性的影响。研究成果对我国地下石油、核废料储存等工程设计和施工具有一定的指导意义。

在野外实际地质条件调查的基础上，分析整理前人对锦屏有关地应力场的实测数据、模拟计算成果，研究多种地应力反演模拟手段，结合此次应力场的模拟目的，对锦屏一级水电站的地应力场进行更为细致、全面地反演计算。以II1勘探剖面为研究对象，对其进行细致概化，形成具有复杂结构的概念模型。同时，对河流下切历史进行分析，根据各阶地的下切速度和发育时间，设计岸坡线和风化线的演化过程。通过分析锦屏构造特征、地应力数据及前人的研究成果，经多次试算后确定，在VI级阶地重力场模型上，同时施加12 MPa和8 MPa的均布应力在两个垂直边界上，所得到的拟合结果最佳。对比分析模拟结果与实测地应力数据后认为，谷底应力包的量值和分布范围都有着较高精度的拟合，与前人的计算成果也有着较大的相似性。分析锦屏现今河谷地应力场特征认为，左右岸应力非对称分布，左岸受倾坡外断层、黄斑岩脉影响，应力分布情况比右岸复杂，其应力分异强烈带、卸荷范围均比右岸深。

依据南水北调西线工程阿达坝区工程地质条件以及实测地应力资料，采用多元线性回归分析理论以及FLAC3D计算程序，对建立的坝区三维地质概化模型进行计算，求出最优回归系数。对比回归计算值与现场实测值发现，二者量值相当且方向上接近，表明经过回归得到的地应力场是合理的，从而获得坝区较为准确的初始地应力场分布规律。进一步分析结果表明，(1) 谷底应力集中现象明显，应力集中区的垂直深度达80 m，应力峰值约为15 MPa；(2) 相距仅350 m 左右的两个钻孔，其最大水平主应力方向差异较大，反映出河谷区地形地貌对岩体应力方向强烈的控制作用；(3) 坝区为中等地应力区，在浅部以构造应力为主，随着埋深的增加，自重应力场控制作用逐渐增强。研究成果可为坝址及引水隧洞轴线布置的设计与施工提供重要依据。

水下隧道属于浅埋隧道，故其围岩的应力位移分析从力学角度可简化为含圆孔半平面弹性体在水平边界上受任意分布荷载的问题。与深埋隧道不同，浅埋隧道围岩分析在数学处理上历来存在较大的困难。借助Verruijt提供的共形映射函数，把含圆孔半无限平面映射为圆环域，然后将像平面上的解析函数展成Laurent级数，利用Muskhelishvili 的复变函数解法，求得问题的应力场和位移场，最后用Fortran语言编写了计算程序。利用该程序给出一个水下隧道算例的围岩应力、位移结果，并分析了其受力变形特点。

以典型工程边坡为原型，利用FLAC3D有限差分软件建立一个三维土坡模型，分析地震作用下多级边坡平台宽度对边坡动力响应特性和动力失稳机制的影响。计算结果表明，边坡设置平台可以有效地提高地震动力条件下边坡的稳定性，且平台宽度越大则稳定性越显著；PGA放大系数随着平台宽度的增大而减小。结合频谱分析得到第一级边坡坡顶的动力响应较第二级边坡坡脚的大，边坡岩土体剪应变增量和位移响应也减小；地震作用下边坡塑性区从坡脚部位向坡体内部发展，随地震持时的增加，坡顶出现拉张变形，坡面及其浅表层发生拉张剪切变形，坡体内部一定部位发生剪切变形；坡面监测点位移时程曲线表明，地震作用下边坡坡脚位移向上，发生剪出变形或破坏，坡脚和变坡点均为薄弱部位，应加强支护。研究结果对多级土质边坡抗震设计具有一定指导意义。

在隧道施工过程中，位移监测数据常作为现场判定围岩稳定性的最重要依据，很多时候甚至是惟一的依据。但是，在我国的隧道设计过程中，目前还没有建立基于位移的隧道围岩稳定性判别基准，主要原因是不同岩性、不同地质环境下，围岩的位移差距可能很大。此外，洞形、跨度、埋深等因素都可能会影响围岩位移的大小。不过，通过对现场的监测位移数据进行统计分析表明，在一般围岩条件下，对于同一级别的围岩，其相对位移值分布在相对较窄的范围内，而对不同级别的围岩，其相对位移值则有较为明显的差异。基于这一特性，可针对不同级别的围岩，通过现场位移监测数据进行统计分析方法建立围岩稳定性的判别基准，并作为围岩分级的基本依据。随着以新奥法和控制围岩变形为主旨思想的矿山法在高速铁 路、高速公路隧道的大量应用，这种基于相对位移的围岩判别标准及分级方法将隧道设计更加符合当前的隧道施工技术水 平。

采用弹脆性本构模型以及滑移破坏理论，对深部围岩应力分布以及变形破坏机制进行分析。计算结果表明，开挖卸荷将引起剪应力的增长，滑移剪切变形的发展将围岩划分成具有一定尺度的块体（或条带），它们之间的相互摩擦决定着残余强度的大小；在各向不均匀压缩的作用下，深部围岩能够产生区域拉伸破碎，使围岩开挖断面监测到的位移大大超出按连续介质理论计算得到的数值。采用考虑扩容的计算模型可以得到围岩产生区域拉伸破碎的条件，计算得到的该条件与岩体力学性质以及破碎尺度密切相关。

现有的节理岩体地基承载力计算方法大多是以Hoek-Brown强度准则为基础建立的，没有考虑中间主应力的效应，不能充分发挥岩体的强度潜能。综合统一强度理论和Hoek-Brown强度准则的优点，结合临界滑动场理论求解地基承载力，并考虑地震荷载的影响。计算结果表明，基于非线性统一强度理论的地基承载力有不同程度的提高，现有方法中的地基承载力偏于保守；在地震荷载作用下地基承载力有一定程度的降低。

基于多孔介质中流体热对流的连续性方程、非达西流动量方程和能量方程，对强通风条件下青藏铁路典型抛石护坡路基内温度场和流速场的分布形态进行数值研究。研究结果表明，抛石护坡路基对多年冻土保护作用显著，抛石护坡路基的存在使夏季多年冻土上限明显提高，冬季抛石护坡路基下部土体回冻速度较天然地表下部土体更快，由于降温作用主要集中在护坡附近有限范围之内，对路基中部的降温作用相对较弱。整体而言，抛石护坡对冻土路基本体的保护作用有限，从长期降温效果来看，由于全球气候变暖的影响，强通风条件下抛石护坡路基中线以下土体的内部可能产生“似眼球状”融化夹层，不利于路基的稳定。迎风抛石护坡层中空气运动方向大致为沿护坡斜向上，背风抛石护坡层中空气运动方向以从下到上运动为主，抛石层内空气的运动形式为“绕流”，抛石层表面空气速度最大，内部较小，空气速度分布区间为1.24×10-3～12.8 m/s，数值结果与现场试验测得的风速区间基本一致。

利用数值模拟的方法，通过模拟20种不同工况得到不同岩体和不同直径的大直径嵌岩钻孔灌注桩的桩侧和桩端阻力尺寸效应系数，分析开挖引起的天兴洲大桥直径达3.4 m嵌岩钻孔灌注桩极限承载力尺寸效应问题。结果表明，（1）围岩强度越小，极限端桩阻力和极限摩阻力尺寸效应越大，尺寸效应系数越小。当围岩强度为1～5 MPa时，围岩在开挖过程中破坏明显，尺寸效应显著；当围岩强度大于10 MPa 时，围岩破坏不明显，尺寸效应明显减弱；（2）相同围岩强度下，桩径越大，极限端桩阻力和极限摩阻力尺寸效应越大，尺寸效应系数越小，相比桩侧阻力，桩端阻力尺寸效应更明显，尺寸效应系数略小。（3）极限端桩阻力和极限摩阻力尺寸效应系数与直径成双曲线函数关系。

塑性混凝土防渗墙内力分析及变形规律中的土反力系数通常采用原位试验确定，该法复杂的影响因素和对统计经验的依赖，使得测定值的准确度较差。利用相关理论及现场监测信息进行反演研究，能够给出一种相对准确的土反力系数值的研究思路。以某工程在既有塑性混凝土防渗墙上浇筑钢筋混凝土防渗墙加固改造工程为依托，借助钢筋混凝土防渗墙两侧的填土碾压工程监测信息和工程基础中的m法，对塑性防渗墙两侧土反力系数进行反演分析研究。建立塑性混凝土防渗墙土反力系数的解析方程，给出施工对塑性混凝土防渗墙土反力系数的影响规律，以及有效的反演确定方法及思路，为防渗墙内力及变形规律的准确分析奠定基础。

在实际施工过程中，基坑变形发展与多种因素有关，很难用力学模型进行定量分析，而根据已有的监测数据建立模型预测未来一段时间内的变形发展趋势，进而对当前施工方案进行评价、调整，方法更可靠。首先，分析深基坑施工实际监测数据的发展规律，由经济预向量自回归测VAR模型（vector auto regression，VAR）建立基坑施工变形预测VAR模型，并结合监测数据进行模型精度评价和预测比分析。根据分析结果，模型精度排序为：VAR模型＞新陈代谢模型＞神经网络模型＞GM(1, 1)模型，模型预测比排序为：VAR模型＞新陈代谢模型＞神经网络模型＞GM(1, 1)模型。

锦屏二级水电站深埋引水隧洞位于高地应力区，对取自隧洞内的大理岩进行常规三轴压缩试验、峰前卸围压试验。基于大理岩的峰前卸荷试验，研究峰前卸荷条件下岩石的变形、参数及破裂特征，建立峰前卸荷条件下岩石的幂函数型Mohr强度准则，给出数值仿真试验中大理岩的峰前卸载条件，利用有限差分程序FLAC3D建立了数值仿真模型，对模型进行了计算与分析，最后与室内试验结果对比，得到峰前卸荷状态下大理岩力学特性的相关规律。研究结果表明，幂函数型Mohr强度准则可较好地反映峰前卸荷条件下岩石的强度特性；卸围压初期，岩石试件呈现出明显的弹塑性特征；卸荷过程中岩石试件发生破坏时的峰值强度和围压降值随着围压增加而变大。研究结论揭示了锦屏大理岩卸载应力路径下的力学特性，具有一定的理论参考价值。

结合现代遥测技术，把选测断面传感器（频率类、电压电流类、开关量类、数字类等）数据采集、三维激光扫描、地质超前预报、爆破振动监测以及可视化监控融合在一起，实现隧道施工掌子面可视化实时显示与分析、隧道施工监测自动化数据采集与分析，形成隧道施工多元信息监测系统TIS(tunnel intelligentized monitoring system)，确保复杂围岩地质条件下隧道施工安全。该系统测试项目的全面性、实时性和预警性对隧道施工的动态设计、施工管理以及提高施工过程的安全度等具有重要的现实意义。