讨论了盐岩变形过程中可释放弹性应变能与耗散能内在关系，并给出了基于弹性应变能的破坏准则。为了验证该准则的可行性，一方面利用Mohr准则、D-P准则、基于能量原理强度准则对围压分别为1、5、10、15 MPa一组三轴压缩试验进行了研究；另一方面，应用该准则对来源于其他文献的三轴试验数据就行了研究。研究结果表明，由于该准则仅需确定常规岩石力学参数，物理力学意义明确，试验值与理论值的相对误差较小，因此，该准则可作为盐岩破坏的判据。

在岩石力学试验研究中，常常需要精确制备不同含水率的岩石试验样品，而目前的方法尚难以保证所需的精度。为此，提出一种精确制备不同含水率岩石试样的方法，其基本原理是将欲制备的岩石试件烘干或饱水后放置于恒湿环境中，烘干样或饱和样会逐步吸湿或去湿而增加或减小重量，其含水率逐步增加或减小，直至稳定，最终得到稳定、均匀、含水率各异的试验样品，而其中的关键是如何获得一个稳定的恒湿环境。基于化学热力学中单组分的气-液平衡理论，提出了一种稳定恒湿环境的获取方法，其基本原理为：由于岩石中组分水的化学势与恒湿环境中的水气的组分水的化学势在起始阶段不相等，因此，二者中的水气压力也不同，必然有组分水的迁移；当岩石中的水气压力大于恒湿环境中的水气压力时，水便从岩石中迁移至恒湿环境中，使岩石失水，而当岩石中的水气压力小于恒湿环境中的水气压力时，水自恒湿环境中迁移至岩石中，使其含水率增加，直至二者中的水气压力平衡，即可得到某一特定含水率的岩石样品。这样制备的岩石样品满足化学热力学平衡的要求，其含水率内外一致，上下相同，是含水率均匀分布的合格样品。该方法还能制备其他方法无法实现的含水率相差甚微的岩石试件，也可直接应用于精确制备不同含水率的土样。

根据路面不平整实测资料，获得了汽车动荷载的计算模型和参数，并利用此荷载模式来分析公路结构的动力响应。考虑到公路结构的三维分层性状，利用Fourier变换技术和求解层状结构的精确刚度矩阵法，研究了公路结构在移动汽车荷载作用下的动力响应问题。为了方便工程应用，利用Odemark厚度和模量的当量转换公式，将公路结构简化为由路面、路基及地基组成的3层体系，并以此为基础分析了路基动应力的衰减规律，同时重点研究了汽车轴载大小、当量路面厚度及路基模量对路基工作区深度的影响，最后建议了路基工作区深度的定量表达式，研究结果可为公路路基设计提供参考。

采用压汞法对膨胀土干湿循环过程孔隙大小分布的演化规律进行了试验研究，结果表明，随着循环次数的增加，膨胀土的总孔隙体积、孔隙率和平均孔径等微结构参数均递增；分析了试验结果产生偏差的原因，其一是干湿循环过程中膨胀土试样的体积收缩，其二是孔隙形状和测试压力有限的影响，在此基础上对试验数据进行了合理修正。结合毛细管模型，利用修正的孔径分布曲线推算了膨胀土干湿循环过程中的土-水特征曲线，并分析了干湿循环过程中基质吸力的变化规律：以含水率28%为分界点，含水率大于该值时基质吸力随循环次数N的增加而线性递增，含水率小于该值时基质吸力随循环次数N的增加而线性递减；在此基础上，建立了基质吸力与循环次数之间的关系，为解释膨胀土力学特性的干湿循环效应开辟了一条新途径。

采用岩石破裂全过程的细观力学试验系统进行了天然状态及干湿交替作用后的完整和含预制圆孔砂岩试件的单轴压缩破裂试验。利用显微镜观察了砂岩裂纹萌生、扩展以及试件的失稳破坏过程。经过干湿交替作用后岩样更容易在较低的应力状态下发生裂纹的扩展，并且裂纹扩展的初始阶段一般表现为拉破裂。完整试件的裂纹是随机性的三维扩展，而有预制圆孔试件一般是从预制圆孔周边开始扩展。天然状态下的预制圆孔试件在起裂时从圆孔的压应力集中区产生剪切裂纹；而干湿交替作用后，起裂时可能先从拉应力集中区产生拉裂纹，并且裂纹演化过程更为复杂一些，破裂形式多样化。与天然状态相比，经过干湿循环作用后的砂岩破坏脆性降低，强度等力学参数也随干湿交替次数增加而逐渐降低。

为探讨深度脱水污泥作为垃圾填埋场覆盖材料在湿润气候区的服役性能，将杭州主城区污水处理厂处理后的深度脱水污泥分别在蒸馏水、渗滤液中浸泡一个月和两个月，测试其强度和渗透特性的变化规律，并与填埋场覆盖层常用的黏性土进行了对比。试验结果表明，相对于一般污泥，深度脱水污泥的无侧限抗压强度较高，但在渗滤液和蒸馏水中浸泡两个月后分别降低5.4%和18.9%。在蒸馏水和渗滤液中浸泡两个月的深度脱水污泥黏聚力有所降低，而有效内摩擦角提高约7.5°；在浸泡水和渗滤液后，脱水污泥的渗透系数提高约3～5倍。该深度脱水污泥应用于填埋场覆盖材料时，其强度达到城镇污水处理厂污泥填埋控制要求。

基于岩石材料峰后强度参数的演化行为，结合强度准则，提出了建立峰后应力-应变关系的一般方法。在此基础上，基于摩尔-库仑强度准则，以最大主应变 作为应变软化参数，假设黏聚力 ，内摩擦角 为主应变 的分段线性函数条件下，给出了岩石材料的峰后应力-应变关系式的求法。在数值算例中，利用提出的方法，给出了大理岩在不同围压下的应力-应变曲线，算例显示，利用这一方法求得的峰后应力-应变关系曲线变化趋势与试验数据基本一致，表明该方法在研究峰后应力-应变关系上具有一定的合理性。

在Wei & Muraleetharan基于非饱和土两相流交界面上的动态相容条件提出的多孔介质热动力学混合物理论模型基础上，推导出能描述溢出量与时间关系的溢出量演化方程。根据溢出量演化方程，结合一定变化规律的基质吸力序列，建立了给定基质吸力序列作用下利用多步流动试验瞬态溢出量数据确定非饱和土-水力学参数的方法。通过对低液限粉土、低液限黏土的多步流动试验研究发现，利用瞬态溢出量数据的拟合来确定非饱和土-水力学参数的方法而得到的各基质吸力作用下试样饱和度和渗透系数预估值，与联合测试系统测得的各基质吸力作用下试样的饱和度及渗透系数接近。

山区沟谷软土地基上高填方刚性涵洞的应用较为广泛，然而，现有的计算理论对该类条件下涵洞地基承载力的认识还不够充分，对地基承载力提出过高的要求，反而为结构带来了不利影响。通过数值模拟和试验手段对涵洞的地基承载力进行深入分析。探讨基础埋深、宽度及软土固结对涵洞地基承载力的影响。研究表明，当基础埋深系数 5时，涵洞地基承载力特征值随着基础埋深的增大近似线性增加，当 5时，基础埋深对地基承载力特征值影响逐渐减小；但基础宽度对软土地基上刚性涵洞地基承载力特征值的影响甚小，实际工程中可不予考虑。此外，试验结果表明，固结度和固结压力对软土的黏聚力和内摩擦角有复合影响，固结度较大时，黏聚力和内摩擦角随固结压力的增大而明显增大。固结度和固结压力对内摩擦角的影响比对黏聚力的影响要大。高填方涵洞地基极限承载力随着软土固结度的增大而提高，当固结度达到90%时，地基极限承载力通常可提高36%以上；地基极限承载力随固结压力的增加呈非线性增大，其提高的幅度逐渐减小。

为了得到同时满足冻胀率和击实效果的最大细粒土含量，通过葡氏击实和冻胀试验，研究了不同细粒土含量、不同干密度条件下细圆砾土填料的冻胀特性。研究结果表明，9%细粒土含量下细圆砾土试样的压实效果最好；细圆砾土试样的冻结过程可以划分为快速冻结区、过渡区、似稳定区和稳定区；细粒土含量低于10%时，细圆砾土属于弱冻胀填料；同时满足冻胀率和压实效果的最大细粒土含量为9%；细粒土含量相同时，细圆砾土试样的冻胀率随干密度的增加，先增大而后减小，即存在一个最不利干密度；冻结48 h后，细圆砾土试样冻土段的含水率均大于初始含水率，其不同位置含水率分布曲线呈S型，且随着细粒土含量的增加逐渐呈现倒三角形分布；细圆砾土试样干密度的增大有效地阻断了水分迁移路径。

针对某大型水电站揭露的原状层间错动带试样，模拟现场快速施工可能会产生的不排水边界条件，在围压5～30 MPa的高压力条件下开展了不固结不排水三轴试验，并结合试样物理性质的差异，分析讨论了原状层间错动带的力学特性。试样试验曲线和破坏模式主要由高围压控制：其应力-应变关系曲线均为应变硬化型且破坏后呈腰鼓状为塑性破坏。此外，较湿颗粒发生了大规模的颗粒破碎，其是造成高饱和度试样强度包线的趋势线随围压降低的根本原因。试验结果明显受物理性质影响造成了试验数据离散性，敏感性分析表明，围压P和饱和度 对初始弹性模量 和破坏强度 的影响最大，其次是孔隙比e，颗粒粒径（ ）分布对其影响程度最小。根据试样剪切特性建立的强度特征（ 和 ）初步预测公式可供实际工程参考。

基于圆弧和任意曲线两种滑动面型式，对边坡稳定性计算方法中的瑞典法、简化Bishop法、简化Janbu法、严格Janbu法、Morgenster-Price法、Sarma法和不平衡推力法进行研究。对上述各种方法的研究成果进行了总结，并对Morgenster-Price法中的条间力函数 选择了4种形式（即 为常数0.1、0.5、1.0及半正弦函数），对不平衡推力法中的公式进行了改进。通过算例对比，及当条分数不同、边坡坡角和坡高变化时，分析了这些方法的特点，由分析结果可知：（1）瑞典法和简化Janbu法计算得的安全系数最小，简化Bishop法和不平衡推力法与严格法得到的结果颇为接近；（2）任意曲线滑动面方法较圆弧滑动面方法计算得的安全系数稍小，且得到的临界滑动面与临界圆弧滑动面相接近，因而表明，圆弧滑动面作为一种近似的临界滑动面能够满足实际工程需要；（3）均质边坡采用较少条分数即可获得较高的安全系数计算精度，非均质边坡需一定数量的条分保证结果的可靠性；（4）Sarma法对土条侧面法向力和剪切的假设，使得其在均质边坡计算得的安全系数比其他方法要大，有偏于不安全的考虑，但Sarma法能够考虑边坡非均质对条分法的影响；（5）当边坡外形（如坡角、坡高）变化时，严格Janbu法在两种滑动面型式下计算得的安全系数相差很小，而其他方法稍大一些；（6）Morgenster- Price法中，条间力函数 对计算得到的结果影响很小。

对不同取样方式得到的上海、江苏地区海相软黏土的原状样和重塑样进行了单向压缩和等向压缩试验，分别得到各自的压缩曲线、压缩指数 和回弹指数 。通过比较原状样、重塑样的归一化压缩曲线的差异，确认了结构性对软黏土压缩特性的影响。把屈服应力后的压缩曲线外延至10 kPa时的孔隙比定义为参考孔隙比 ，用于简单量化土的组构。根据多次单向压缩试验结果得到的压缩指数 ，建立了原状样和重塑样的压缩指数 与孔隙比 或参考孔隙比 的相关方程，并通过单向、等向压缩指数的比较，认为此方程也适用于等向压缩试验结果。根据原状、重塑样压缩指数 与参考孔隙比 具有基本相同关系的结论，对原状样的结构屈服特性进行了探讨，认为原状样在压力大于结构屈服应力后，胶结已基本破坏，原状样和重塑样压缩特性差异主要是由组构的差异引起的。该研究成果，尤其是压缩指数 与参考孔隙比 的相关方程，可为工程提供重要的参考。

采用K0固结各向异性土体本构模型，将柱孔扩张后周围土体分为弹性区和塑性区，根据柱孔扩张理论和边界条件，推导出K0固结状态下饱和天然土体柱孔扩张问题弹塑性区的应力、塑性区半径以及超孔隙水压力的理论解答。同时，通过算例与修正剑桥模型解答进行对比分析，结果表明，土的不同初始固结状态对柱孔扩张后孔周围的应力和超孔隙水压力产生很大影响，采用考虑K0固结诱发各向异性土体本构模型所得到的应力和超孔隙水压力解答大于修正剑桥模型的解答，但塑性区影响半径却明显小于后者。

通过室内模型试验研究了卸荷尺度及孔隙率对砂性土成拱应力释放特性的影响，并应用离散元分析软件PFC2D进一步对颗粒摩擦性质影响、成拱后应力场以及位移场变化规律和应力释放分区进行了细观研究。研究发现：（1）数值模拟对卸荷尺度影响因素的研究结果与室内试验一致，应用PFC2D研究砂性土应力释放特性是可行的。（2）应力释放区内竖向应力释放大于应力加载区，而水平应力释放小于应力加载区；侧压力系数在应力释放区内距离卸荷位置越近增量越大，而在应力加载区距离卸荷位置越近增量越小。（3）砂性土摩擦性质会减小土体成拱对应力释放以及侧压力系数变化的影响。（4）应力释放随着卸荷尺度及孔隙率的增大而增大；对于侧压力系数，在应力释放区内随着卸荷尺度或孔隙率的增大而增大，而在应力加载区随着卸荷尺度或孔隙率的增大而减小。

绿泥石片岩是一种典型的软岩，开挖过程中出现的围岩大变形和塌方对工程安全危害极大。为了深入研究绿泥石片岩的力学特征并建立其合理的力学模型，首先进行了不同围压下的三轴压缩试验，并考虑应力状态对塑性演化的影响，定义了新的内变量；分析了凝聚力和内摩擦角随内变量的演化规律，结果表明，凝聚力先近似呈线性减小，而后近似呈抛物线递减至残余破坏；而内摩擦角一直近似呈抛物线递增；研究了绿泥石片岩的剪胀特性，分析了剪胀角随内变量演化规律，结果表明，剪胀角与内摩擦角呈相反的演化趋势。考虑硬化、软化和剪胀特性，建立了绿泥石片岩的力学模型，对室内三轴压缩试验结果的模拟分析表明，该力学模型可以较好地描述绿泥石片岩的硬化、软化规律和剪胀等性质，为工程安全性分析提供了基本的力学模型，对于类似软岩力学性质的研究也具有重要的参考意义。

使用非饱和土动三轴试验仪，对非饱和粉土进行动力强度试验，探讨了饱和度、动应力比及固结围压对非饱和粉土动力强度特性、液化特性及孔压特性的影响。试验结果表明：（1）非饱和粉土的动强度随饱和度的增加而下降，在相同动剪应力比下饱和度与液化振次在半对数坐标上成线性关系；（2）非饱和粉土的液化与不液化的临界曲线近似成S型，非饱和粉土的抗液化能力随饱和度增大而降低，当饱和度小于60%时，土样不会液化；（3）非饱和粉土的动孔压随振次增大而增长，孔压的增长呈现出三段式的模式。

针对复杂条件下的铁矿含水软弱破碎地段巷道施工难点，首次应用“浅埋暗挖”技术，采用理论分析、室内试验、数值模拟和现场试验等进行综合研究，形成了对铁矿软弱破碎地层稳定性特点和地下巷道施工关键技术的系统认识，取得了一系列研究成果，形成了一整套安全、快速和稳定穿越铁矿含水软弱破碎地层的施工技术。关键技术是设计合理的隧道断面，进行科学的支护结构设计，应用主动式一次性永久支护取代被动式二次模筑衬砌，选择优化的支护参数，采用正确的开挖方法和应用信息化施工等。应用效果表明，该技术有效地解决了工程难题，保证了安全生产，取得了显著的经济和社会效益。

基于岩土塑性极限分析上限理论的基本原理，考虑预应力锚索的加固效应，分析了单预应力锚索加固措施条件下边坡的稳定性特性，并由此探讨了多预应力锚索共同加固边坡的稳定性能量分析方法。结合强度折减技术，采用内点迭代方法和序列二次规划优化迭代法对锚固边坡安全系数目标函数进行了能量耗散最小化意义上的优化计算。典型算例的分析计算表明：锚索加固效应可以有效地提高边坡的稳定性，预应力锚索设置位置对边坡安全系数、临界滑裂面位置和锚索长度有显著影响。综合考虑锚索设置位置对边坡安全系数和锚索长度的影响，单锚索的最优设置位置应位于边坡中下部区域。采用多排锚索加固既可以保证边坡的安全储备，也可有效避免局部稳定性问题。

利用实测顶板沉降序列预测顶板下沉量是分析顶板稳定性的有效手段。提出基于数学形态学（MM）的预测方法，将沉降序列视为一组信号，用多尺度形态学算法将其解耦为若干分量，用最小二乘支持向量机（LSSVM）算法对各分量进行预测，叠加还原得到最终预测结果。根据某金矿762采场预控顶板AIII测点实测沉降时序，建立MM-LSSVM模型进行预测研究。研究结果表明，MM-LSSVM的解耦处理强化了各分量内部规律、弱化了相互干扰。与其他传统预测算法相比，MM-LSSVM的平均绝对百分误差和均方根误差大幅下降，预测精度显著提高。

以上海中心大厦裙房逆作施工基坑的首层土方开挖为背景，针对盆式开挖盆边预留土堤大小对基坑变形影响进行了深入分析。结果表明，围护墙变形计算值与实测值较为吻合；在逆作法深大基坑中，围护墙厚度在0.8～1.6 m之间变化及是否考虑地墙落低作用对首层开挖的基坑变形影响不明显；采用梁单元模拟围护墙比采用实体单元的围护墙变形计算值要大10%～21%左右，原因是采用后者能考虑土体与墙之间摩擦力所产生的抵抗弯矩作用。预留土堤所承受的水平抗侧压力F随土堤宽度b的减小，先缓慢减小，当b达到为20 m左右时，F值达到最小值，接着随b的减小F值逐渐增加；对特定的盆边开挖深度 ，b值存在一临界值 ，当b减小到 时，F达到峰值，此时如再减小b值，墙体位移将迅速增加；且 值随 值增大而增大。最后根据分析，给出了盆式开挖预留土堤尺寸设计建议。

针对经典泥石流危险度评价中以灰色关联度作为次要危险因子筛选依据的不足，采用复相关系数作为泥石流次要危险因子筛选的依据，从而建立了泥石流危险度评价的主要危险因子与次要危险因子组合的多因子体系。在此基础上，针对次要危险与主要危险因子之间存在显著相关性，同时为了体现次要危险因子对泥石流危险度的贡献作用，采用独立信息数据波动赋权法计算泥石流次要危险因子的权重，建立了泥石流危险度评价的计算公式。以此计算东川市12条泥石流沟的危险度评价结果，计算结果比经典方法更符合次要因子的补充地位，从而证明了该方法的合理性。

经典的Prandtl 机构不能很好地反映支护结构入土深度的影响，也不能反映土体强度非均质和各向异性的影响。根据塑性极限分析上限定理，基于修正的Prandtl机构，推导了既可以合理反映支护结构入土深度影响，又可以反映土体强度非均质和各向异性特性的基坑抗隆起稳定的上限解公式，同时基于商业化程序的二次开发，建立了可以考虑土体强度非均质和各向异性影响的强度折减弹塑性有限元方法。通过提出的修正Prandtl机构上限解与强度折减有限元方法以及多块体上限解的对比，验证了修正机构上限解以及强度折减有限元法的合理性和可行性，最后讨论了非均质系数、各向异性系数、支护机构入土深度等因素对基坑抗隆起稳定性的影响，并通过了实例的验证，相关结论可供工程参考。

根据饱和土Biot理论，在频域内提出了一种适用于弹性波波动问题的有限元-无限元解法，其中有限单元用于近场介质的模拟，而形函数基于一维解析解答的无限单元则被用于人工边界，它可反映波传递到无限远处的特性；应用该法计算算例，以证明其有效性与正确性。在此基础上，对饱和地基中空沟主动隔振效果进行了详细的数值分析，结果表明，空沟深度是影响隔振效果的主要因素，一般沟深越大，隔振效果越好；当沟深一定时，空沟到振源的距离不宜超过1.5倍饱和土剪切波长；空沟的宽度对隔振效果的影响相对较小。

危险性评价与预测是滑坡灾害预防与减灾工作首要解决的重要内容。以西藏隆子县研究区内发育的滑坡为例，据其特有的地质环境条件，选取滑坡发育高程、坡度等13项影响因素作为滑坡危险性评价的指标，并建立分级标准将滑坡危险性划分为高度、中度和低度三级。采用组合赋权-未确知测度理论耦合评价模型，构建了评价指标未确知测度函数、评价指标组合赋权值、置信度判别准则，对研究区内20个滑坡进行了危险性评价，获得了每个滑坡危险性等级，并与模糊物元和突变理论评价结果及实测结果对比，评价结果基本符合实际情况，证明该方法科学合理，可为滑坡危险性预测提供新思路。

在分析隧道开挖对邻近单桩竖向受力特性影响时，基于荷载传递法和Winkler地基模型，利用两阶段分析法通过迭代求解给出隧道开挖与邻近单桩相互作用的弹塑性解答。通过与离心机试验的短期和长期试验结果的对比，分析了隧道开挖对邻近单桩的竖向影响，从而验证该方法的合理性和适用性。讨论了隧道开挖情况下隧道中心线距地表的距离、隧道中心线与桩轴线的距离、平均地层损失比、桩长、桩径、桩身强度6种因素对邻近单桩竖向受力特性的影响，提出隧道开挖对邻近单桩的竖向受力特性的影响规律。结果表明：随着隧道中心线距地表距离的增加，桩身沉降和桩身轴力先增大然后逐渐减小；随着隧道轴线与桩轴线距离的增加，桩身沉降逐渐减小，桩身轴力增大到一定值后逐渐减小；随着平均地层损失比的增加桩身沉降不断增大，桩身轴力逐渐增大到稳定值。

岩质斜坡地震稳定性评价和地震滑坡启动速度计算是边坡地震失稳防治中的难点。结合5•12四川汶川地震诱发的大型高速滑坡，重点以唐家山高速滑坡为例，提出强震作用下中陡倾顺层岩质斜坡动力失稳机制为拉裂－楔劈－滑移－剪断，并着重阐述了拉裂面形成机制、“楔劈”岩块的杠杆作用和碎屑岩块的滚动摩擦效应。对应于该失稳模式，采用弹性力学理论，推导出地震作用下顺层岩体斜坡锁固段的破坏判据和突发剪断时锁固段岩体的形变能公式。考虑锁固段岩体形变能释放的优势方向，运用能量转化原理，给出了更为合理和精确的顺层岩质滑坡突发启动速度公式，进而确定滑坡启程速度。其研究结果为滑坡灾害范围和冲击损害程度提供有效定量计算方法。

基于锦屏二级水电站深埋引水隧洞和排水洞大量微震监测数据及上百个不同等级岩爆实例，研究了深埋隧洞微震活动区与岩爆之间的关系。研究结果表明：（1）微震活动分布范围主要介于掌子面后方3倍洞径至前方1.5倍洞径之间，而岩爆高发区位于掌子面后方3倍洞径以内，表明岩爆高发区与微震事件主要分布范围相吻合；（2）隧洞工程岩爆潜在风险重点关注区域是掌子面后方3倍洞径已开挖范围，以及掌子面前方1.5倍洞径施工范围；（3）微震事件及岩爆分布呈区域性集结特点，其中一部分岩爆发生于微震事件集结区内部，另一部分岩爆发生于微震事件集结区边缘，这是岩体破坏过程中所固有的现象，与微震事件集结区边缘局部应力集中密切相关。

复杂条件下如何选择合理的开挖进尺一直是隧道施工的难题之一。在已有的研究成果基础上，提出了圆形或近圆形隧道开挖过程的时空关系表达式，并给出基于现场位移监测数据的参数计算方法。结合关角隧道9#工区二郎洞断层破碎带现场施工情况及监测资料，建立了该断层破碎带开挖过程的时空效应关系式，结果表明，该关系式能够反映开挖过程中洞周位移的时空的变化。在此基础上提出了断层破碎带软岩开挖过程的时空效应分析及进尺优化的方法，对关角隧道9#工区几条较大断层破碎带隧道开挖的进尺进行了优化，优化后的开挖进尺是可行的，也解释了断层破碎带围岩隧道开挖“短进尺”的合理性。同时文中也分析了该方法的优点及适用范围。

深水系泊系统及其系泊基础的研发已成为国际海洋工程领域的前沿和关键课题，拖曳锚因其在承载力和深水安装中的诸多优势而具有良好的发展前景。在拖曳锚安装过程中，锚板与安装缆绳在系缆点处发生复杂的相互作用，分析二者之间的相互作用可等价为分析系缆点拖曳力的大小，研究拖曳锚与安装缆绳相互作用力的计算方法对认识锚板在海床土中的受力以及确定拖曳锚安装船的吨位具有重要指导意义。分别基于嵌入缆绳和拖曳锚在海床土中的力学模型，首次推导出适用于黏性土和无黏性土的系缆点拖曳力表达式，并开展模型试验验证，对比两类拖曳力计算方法的精度和稳定性，结果表明，两类计算方法均能合理预测系缆点拖曳力，但基于拖曳锚受力模型获得的表达式更为精确和稳定；通过参数考察，探究系缆点拖曳力预测模型中各参数的影响效应；经过与试验对比，给出关键参数的建议取值，该取值对研究结构与土体的相互作用问题具有重要参考价值。

针对岩土工程的功能函数强非线性且难以显式表达的特点，提出了基于人工神经网络的四阶矩法，充分利用了基本随机变量的统计信息。首先利用神经网络对结构的隐式功能函数进行拟合，求得基本随机变量在均值点处的功能函数值及其偏导数，然后利用泰勒级数展开的方法由基本随机变量的前四阶矩求得功能函数的前四阶矩，并借助于Pearson系统获得功能函数的更高阶矩。在此基础上，通过最大熵原理确定以功能函数各阶矩为约束的功能函数的概率密度函数，最后由一次积分得到结构的失效概率。通过数值算例和工程实例不同方法的对比分析，表明基于神经网络的结构可靠度分析四阶矩方法是可行的，有效的，能够满足岩土工程可靠度分析的要求。

为掌握铁路工程CFG桩复合地基在路堤荷载作用下的沉降计算修正系数变化特点，基于武汉－广州高速铁路24个路堤断面的地基沉降测试数据，结合地勘和设计参数，分析了地基沉降计算修正系数的变化规律及工后沉降的时间效应特征，结果表明，软弱土层浅薄的穿透型CFG桩复合地基具有优良的沉降控制效果，对应的地基沉降计算修正系数在0.63～0.17之间，较当量压缩模量相当的《铁路工程地基处理技术规范》推荐值偏低约1/3；地基沉降表现出显著的时间效应特征，地基工后沉降占最终沉降的比值有随时间逐渐降低的趋势；路堤填筑速率加快和地基布桩间距加大，对穿透型CFG桩复合地基工后沉降占最终沉降的比值有明显增大作用，地基沉降稳定所需的时间更长。

数值流形法（NMM）在接触处理过程包括：接触方式判断，包括点-点和点-线接触；开-闭迭代，确定块体系统的约束状态；以及接触传递，将有效的接触对传递到下一个时步。过程稍显繁琐和耗时，且与真实的物理接触状态有异。由Munjiza所提出的NBS（no binary search）接触检测算法，将单元映射到规则格子中，以链表结构将其有效地连接在一起，只在单元所在格子以及周围格子内部进行接触判断，接触检测效率大为提高，计算量仅随单元数线性增长，内存需求也很低。在计算接触力时以所定义的势为媒介，用重叠面积来衡量接触力的大小，属于分布式接触力，更接近于实际，避免了原NMM接触处理过程的繁琐。因此，将其作为一种平行的接触处理方法引入到NMM中，并以算例验证，证实了算法的可行性。

加载速率对裂隙岩体的力学性质及变形破坏均有重要影响。利用二维颗粒流程序PFC2D开展了不同倾角非贯通单裂隙砂岩试件的单轴压缩试验，研究了中等应变率对裂隙砂岩应力-应变曲线特征、裂隙尖端应力状态、特征应力状态、岩体损伤及裂隙扩展等力学响应的影响规律。裂隙岩体应力-应变曲线呈现明显的波动性，定义应力突变指标 对应力突变型波动剧烈程度进行了定量统计分析：随应变率的增加，曲线应力突变波动越剧烈，且峰后明显大于峰前；随裂隙倾角的增大，波动幅度峰前增大，而峰后减小。裂隙尖端破裂应力随应变率增大均有所提高，随裂隙倾角的增大，切向剪应力 总体上呈增加变化，而法向应力 明显减小。尖端破裂时岩样加载应力 、岩样临界扩容应力 及峰值应力 均随应变率增大而增大。裂隙尖端的破裂可立即引起岩体扩容，一般应变率越低，岩体裂隙尖端破裂点 和扩容点 越接近峰值强度 。随着应变率的提高，损伤裂纹及宏观裂隙类型越多，岩体试件损伤破裂程度越强，特别是试件端部效应愈显著。裂隙首先以I型翼裂纹在其尖端起裂，而I型翼裂纹的扩展长度与加载速率与裂隙倾角具有较强的相关性。

为了使复杂地质体建模过程趋向于自动化、简单化，在分析了复杂层状地质体的空间信息特征的基础上，提出了一种针对含断层的层状地质体的自动构建方法。该方法先对地质钻孔资料、地质报告图进行预处理，从而获得离散的数据点；然后选择基于表面模型的建模方法，根据从钻孔分层信息到剖面图再到地层面的建模流程，分别构建出地质体的顶、底两个地层表面模型；根据空间拓扑关系处理断层结构，将断层以两条首尾相连的约束线嵌入地面模型中；最后使用轮廓线拼接法生成侧面，将顶、底、侧面缝合成封闭的三维地层体模型。利用自主开发的三维可视化系统对该方法进行验证实现，并成功应用于山西省某煤田矿区的三维地质建模中，实践表明，该建模方法高效快速，自动化程度高，所构建的地质体模型表达复杂地质结构的效果良好。

砂土等散粒体在剪切过程中的能量存储及耗散是其宏观力学响应的深层原因，但因量测难度较大而研究较少。将考虑抗转动的接触模型引入离散元软件PFC2D，基于热力学第一定律建立各种能量量测方法，并在平面应变双轴压缩试验中采用该方法统计密实散粒体在剪切过程中的能量演化规律。采取了4种耗散类型，即滑动-滚动（S-R）、滑动-非滚动（S-NR）、非滑动-滚动（NS-R）和非滑动-非滚动（NS-NR）。结果表明：密实散粒体加载时能量耗散以滑动摩擦为主；且小应变加载阶段，外力功主要转化为弹性应变能，但同时也存在均布于试样的耗散能；随着应变的增加，外力功的转化形式逐渐过渡为以耗散能为主，且集中分布在带状区域内；各个加载阶段的摩擦耗散均存在各向异性。

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，考虑裂隙闭合量对裂隙刚度的影响，针对一个假设的位于非饱和双重孔隙-裂隙岩体中且有核素泄漏的高放废物地质处置模型，拟定两种计算工况：（1）裂隙的刚度系数是裂隙闭合量的线性函数；（2）裂隙刚度为常数，进行热-水-应力-迁移耦合的二维有限元数值模拟，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、裂隙刚度和正应力的变化、分布等情况。结果表明，两种工况岩体中的温度场、孔（裂）隙水压力、地下水流速、核素浓度无明显差别；裂隙闭合基本由应力腐蚀产生；在相同计算时间内两种工况的裂隙闭合量较为接近，工况1略大；工况1中离玻璃固化体越近，裂隙刚度值越高，并且在玻璃固化体附近的应力值较大，且集中程度较高。

利用大岗山水电站的地质勘探资料建立不同贯穿节理组合下地下洞室群的DDA模型，分析了洞室群开挖的破坏模式，并简单阐述其破坏机制。基于Monte-Carlo方法模拟节理的随机分布，结合大岗山水电站的开挖设计方案，对地下洞室群在分步开挖过程中的位移及应力演化进行研究。研究表明：洞室群开挖完成后，洞周块体的位移均指向洞内，尾调室上下游与主厂房上游的变形较大；洞周块体的大主应力均平行于洞室边界线，尾调室的应力释放比较明显，其边墙块体发生了滑移；洞室群在开挖过程中互相影响，其中主变室受主厂房和尾调室的影响比较明显。研究结果指出了洞室群开挖过程中需要关注和加固的具体部位，为工程支护措施的优化提供了依据。

根据常规的岩爆判据，可以确定岩爆的大致分布区域，但难以得到岩爆的破坏形迹（Damaged Shape of Rockburst，DSR），为此根据岩爆的特点，推导了裂纹失稳扩展的临界长度和临界应力条件，提出了计算DSR的两级预测方法：通过裂纹失稳扩展时的临界应力，对DSR进行一级预测；在一级预测的DSR范围内加入预设裂纹，进行DSR的二级预测。针对断裂数值模拟方法的缺点，建立了基于扩展有限元（XFEM）模拟裂纹动态扩展的思路，依托ABAQUS平台，建立了XFEM二次开发的分析框架，编制了扩展有限元分析程序，进行了相关的实例验证；结合依托工程嘎隆拉隧道，从岩爆的机制、裂纹的数值仿真等方面开展研究，研究成果对高地应力地下工程的岩爆预测具有一定的参考意义。

钻孔样本间因存在地层层序不一致而导致无法确定建模时各地层拓扑关系，是采用钻孔数据建立三维地质模型的难点。拟通过下述方法解决这一难点：在已知的主地层层序表情况下，由主地层层序表结合钻孔信息推测出其他地层层序表，建立地层层序表集，再通过运用空间分析的手段来确定钻孔样本与各张地层层序表的归属关系，采用最大数目地层连接法来自动确定两个地层层序表间相互连接关系，并得到合并表；然后结合这种连接法，将全部地层层序表合并为一张最终地层层序表，从而确定所有地层拓扑关系；所有钻孔数据按照最终表进行标准化，之后运用表面建模方法进行三维地层建模。在诸永高速公路K120+030～K120+300段滑坡区域的三维地层建模中，运用该方法验证了其有效性。

对于平面应变条件下岩土稳定性分析，基于线性规划的上限有限元需对常用的摩尔-库仑屈服准则形成的二阶锥约束进行线性化，直接地处理方法是以外接多边形替代锥体投影形成的圆域。为了提高线性化精度往往需直接增加外接多边形边数，从而造成线性规划模型中决策变量包含大量的塑性乘子变量，使计算难度大为增加甚至变得不可行。为此，引入Ben-Tal和Nemirovsky提出的一种二阶锥线性化方法，并将其嵌入到自编的上限有限元程序。经算例分析发现，该法与外接多边形线性化方法所获计算结果相互印证，且其通过适量的增加决策变量和等式约束数目，能保证摩尔-库仑屈服准则线性化精度，同时形成的线性规划规模更小，可望应用于基于线性规划模型的上限有限元中。

30多年来国内几乎没有关于岩石三轴试验机发展状况的全面介绍资料。为了国内大专院校、科研院所和生产厂家能够更好地分析、设计和制造岩石三轴试验机，在收集大量的参考资料，回顾试验机的发展历史，深入调研和分析的基础上，总结并介绍了国内常规和真三轴两大类岩石三轴试验机，同时介绍了蠕变、静动态、高低温和剪切等岩石试验机的发展状况。列举了国内具有代表性的部分用户使用的不同性能的岩石三轴试验机及其参数。指出今后的岩石试验机将会向CT扫描、三轴剪切渗流、三轴仿真试验系统和原位真三轴试验系统方向发展的趋势。相关内容既可以为研制岩石三轴试验机提供参考，也可以为用户选购试验机提供帮助。