把天然粘土的变形看作是由结构的破坏引起的。总的变形由结构性粘土的弹性变形、结构面的滑移塑性变形和结构体破损引起的的损伤塑性变形组成。把滑移屈服面看作可以扩大、旋转的运动硬化面,并作为边界面,通过内插塑性模量来描述滑移塑性变形。采用损伤边界面,通过规定加荷或反向加荷产生损伤变形,卸荷不产生损伤变形来描述损伤塑性变形。建立了结构性粘土的边界面砌块体模型,并用试验进行了验证。

根据同济大学真三轴仪所做的上海典型软土的排水试验、Kirkgard和Lade真三轴仪所做的旧金山湾淤泥的不排水试验资料,以及日本太-关口(Ohta-Sikiguchi)模型,提出上海各向异性弹塑性模型(简称上海软土模型),该模型包括形状函数、屈服函数、应力-应变关系。为了证明模型的合理性,从理论和试验中对形状函数和屈服函数进行了检验。最后,提供了上海软土模型的有关参数。

聚苯乙烯泡沫塑料轻质填土(SLS)路堤是继发泡塑料(EPS)路堤之后发展起来的“不进行地基处理的路堤软基处理方法”。在文献[1]基础上,笔者对SLS路堤进行了稳定分析和沉降计算,并与常规填土路堤的相应成果进行了比较。在此基础上讨论了该类路堤的设计计算方法,作为今后将这种材料进一步应用于工程的技术准备。

并行计算己成为求解大规模岩土工程问题的一种强大趋势 。 以水布娅大型洞室群软岩置换方案优化为例 , 探讨了方案优化中的并行计算问题，分析了并行计算中的编程模式 、 任务划分 、负载平衡和编程方法等问题，在 W id n o w s 环境下的 PC 机群上成功实现了软岩置换方案优化的并行计算，并获得了近乎线性的加速比 , 从而大大提高了方案优化的计算速度和效率 , 为岩土工程计算并行化思路提供了重要参考 。

刚性桩复合地基沉降计算问题目前尚未得到较好的解决,主要原因之一:是不甚了解复合地基中应力场的分布规律。为此,在两种土质中各进行了1组9桩复合地基试验。在桩间土及桩身分别埋设压力盒和钢筋计,对刚性桩复合地基桩间土不同深度的竖向应力、桩身轴力、侧摩阻力进行了仔细地观测。所得结果揭示了桩间土竖向应力σ_z、桩侧阻的分布规律以及荷载传递的全过程。试验结果可以为复合地基沉降计算的假定提供合理依据,同时,能够为荷载传递机理的研究带来帮助。

混凝土芯水泥土搅拌桩是适用于软土地基处理的一种新型复合桩 , 具有施工方便 、造价低廉 、单桩承载力高等优点 。 在静试验的基础上, 采用弹塑性有限元方法研究了该桩在竖向荷载下的力学性状 ,包括桩土和桩内外芯应力比 , 荷载的传递, 桩侧塑性区分布以及沉降特性等 。

按广义塑性力学原理 , 导出了土体次加载面循环塑性模型的本构方程 , 建立了相应的加卸载准则以及模型参数的确定方法 。 通过多种应力路径下土的本构响应的模拟 , 表明次加载面循环塑性模型能较好地反映循环荷载作用下土体呈现的非线性 、 滞回性与变形的积累性三方面 主要特征 , 初步验证了模型的有效性 。

以土钉支护结构整体稳定性计算的圆弧滑动简单条分法为基础,运用遗传算法对北京某大厦基坑的土钉支护结构最危险滑移面的位置进行了动态搜索与确定,并计算了其稳定系数。结果表明基坑边坡在实施土钉支护后,其最危险滑移面将后移,同时表明遗传算法能够较准确地确定土钉支护结构最危险滑动面及其相应的整体稳定性系数,且可在优化设计中避免陷入局部最小值,证明了该方法的有效性和准确性。

采用在土工格室内植草的方法对岩石边坡进行冲蚀控制 。 基于对格室破坏模式的实践认识和理论分析，提出了格室稳定分析的计算方法，分析了边坡坡度 、铆钉间距 、格室深度以及土工格栅加筋对格室稳定性的影响 。 对格室在铺设过程中的主要问题进行探讨 , 得出了对设计和施工有一定指导意义的结论。

在以往的研究中,由于受到三轴试样变形测量手段的限制,无法定量研究三轴试样的端部约束对试样受力变形及其测量结果的影响。采用数字图像测量技术,直接量测试样的轴向变形和径向变形,把它们与传统测量方法得到的变形测量结果进行比较,定量分析端部约束与端部接触对三轴试验土样的影响。同时笔者建议采用数字图像测量技术,直接测量三轴试样中间部分的土样变形,以此避开试样端部的影响,使试验结果更加真实可靠。

对一种人工制备的钙质砂与光滑铜板接触面进行了一系列的单调和循环剪切试验,表明钙质砂与光滑钢板的接触属于摩擦接触,界面剪应力与正应力之比与剪切位移关系有较好的归一性。等正应力试验中钙质砂的的缩性较大;等体积试验中接触面的抗剪强度因正应力的降低而远低于等正应力试验;循环剪切中加荷与卸荷曲线基本重合,经历循环剪切作用后接触面的抗剪强度有降低的趋势。界面湿摩擦系数低于干摩擦系数。

介绍了振动沉模现浇混凝土管桩(简称PCC桩)技术在南京大厂区高填土市政道路软基加固中的应用。对该新型桩基开展了一系列现场试验和检测,以其结果验证了该桩型的适用性,桩基承载力和复合地基变形满足了设计要求;通过低应变测试分析可知,所检测桩桩身质量是完整的。研究结果表明:振动沉模现浇混凝土管桩技术是高等级公路软基加固中的高效、经济的新技术。

针对强夯法加固饱和软粘土地基时超静孔压消散难和易出现“橡皮土”的问题,提出将强夯和井点降水技术结合起来,利用井点降水技术来加速夯后超静孔压的消散和软土固结,并结合上海市某集装箱堆场工程中土部为吹填细砂、下部为饱和软粘土的地基进行了现场试验研究,对加固过程以及加固后的土体变形、超静孔压变化、工艺参数、加固效果和加固后土体的时间效应以及强夯的加固机理等进行了分析和讨论。强夯和井点降水技术的合理结合进一步拓宽了井点降水和强夯法的应用范围,为我国沿海地区广为分布的软土地基的加固问题提供了新的途径。

分析了降雨入渗的过程,提出了降雨概念模型:讨论了如何用饱和-非饱和渗流数值方法分析边坡在不同雨型下的渗流场;分析结果表明:雨水入渗过程受初始渗流场影响很大,初始含水量的大小影响湿润锋的推进。暴雨情形下,雨水入渗缓慢,浅部土体保持一定吸力,雨停后渗流场仍有较大变化。

无网格伽辽金法(EFGM)可脱离单元的概念,特别适合岩体裂纹面的接触摩擦分析。基于EFGM,在裂纹面引入罚参数,通过迭代计算,得到裂纹面真实的应力状态,从而模拟闭合裂纹的粘接、滑移和张开行为,数值结果表明该方法是合理可行的。

以黄骅港北防波堤工程为依托,对土工织物加筋软粘土地基及斜坡式防波堤体系的固结过程进行了离心模型试验和有限元数值模拟,通过分析地基土体固结过程中防波堤-加筋垫层-基体系的位移场和应力场的发展及织物拉应力分布和发展,验证离心试验及数值模拟方法的合理性,并得出以下几点主要结论:(1)土工织物加筋垫层的作用机理为其抗拉性限制自身横向变形,通过与附近土体的摩擦作用限制其侧向变形;(2)加筋减小防波堤-垫层-地基体系的高应力水平区,避免堤身与地基高应力水平区域的连通,增强系统稳定性;(3)在离心试验采用的分层地基的条件下,加筋减小了浅层软基和堤身的侧向位移量,对系统总位移有抑制作用;(4)试验中织物替代材料的极限拉伸强度发挥程度较低,其与砂垫层间摩擦强度的发挥水平约为23.8％。

通过有限元分析方法,考虑复合地基中各种材料的非线性特性,对柔性基础下复合地基的力学性状作了初步的数值模拟分析,找出了柔性基础复合地基桩土间的荷载分担、荷载沿深度变化和传递、桩土间相互作用、变形特性等力学性状的一些基本规律。

从热力学的角度阐述了填埋体生物降解沉降的物理机理。依此对卫生填埋场生物降解沉降进行了界定,并初步建立了生物降解沉降量的计算模型。利用该模型,根据相关实测资料,对香港某卫生填埋场内因固体废弃物生物降解产生的沉降量进行了估算,并将估算结果与该填埋场的实测总沉降量进行了比较。

介绍了复合桩基的设计理论和步骤,分析了复合桩基的沉降发展过程,用Geddes应力解的分层总和法计算桩群分担荷载所引起的地基沉降,以Boussinesq应力解的分层总和法计算承台下土分担的荷载所引起的地基沉降,将二者之和近似作为复合桩基的沉降。对某住宅楼基础采用复合桩基设计,布桩数约为常规桩基设计的1/3,节约造价近35％。复合桩基最大沉降量较常规桩基设计大,但仍在基础容许沉降范围内。

将一种多目标系统的模糊模型用于地基强夯参数的优选,使这种定性的问题得到了定量化的处理。实例分析表明,模糊优选较其它方法科学、合理。

土钉支护技术在我国深基坑开挖和支护中己得到了广泛的应用,但对其工作机理和计算方法的研究尚不完善。以一个基坑土钉支护工程为实例,对基坑水平位移、土钉拉力进行现场测试,得出了土钉水平位移和拉力的分布规律:(1)基坑最大位移发生在基坑顶部;(2)沿基坑深度范围受力最大的土钉在中部;(3)单根土钉最大拉力作用点在其长度的中部,沿基坑深度方向土钉最大拉力作用点的连线形成的曲线是潜在最危险滑动面的位置。

岩体初始地应力的确定是地下洞室、边坡等岩土工程设计和施工的必要条件。笔者从实用的角度出发,提出了一种将位移函数法和有限元法相结合来模拟初始地应力场的分析方法。实例应用的结果表明:该方法能很好地模拟岩体的初始地应力场,并能为后续开挖过程的有限元分析提供一种与初始地应力场等效且方便的加荷途径,具有良好的实用性。

将遗传算法应用于深层搅拌桩优化设计中,以单位面积内深层搅拌桩的水泥用量为优化目标函数。全部约束条件均按相应规范的要求给出,并针对传统遗传算法优化设计时遇到的诸如计算量大、早熟收敛等问题,提出了相应的改进策略,利用Visual C++编制了计算程序,通过实例证明了所提优化方法的有效性。

介绍了最小耗能原理及其建立材料强度准则的一般步骤,在强度准则通常为能量蓄积程度表达式这一前提下,从最小耗能原理出发,利用线粘弹性断裂理论推导了裂纹蠕变的稳定性准则。为对比起见,将线弹性断裂理论的应变能密度因子断裂判据直接推广到粘弹性状态,得到了与最小耗能原理相同的稳定性准则表达式,并分析了几种流变材料中裂纹蠕变的长期稳定性。

通过对某顺层古滑坡的现场调查，分析判断了古滑坡的滑动范围、滑动面，并对滑动面抗剪强度参数进行了反分析计算。据此对古滑坡体进行了初步整治设计，实际整治时未采取防水措施，抗滑指标进一步下降，笔者对此时软化后滑动面抗剪强度进行了计算分析。结合对K89～K95段的调查分析，对此区段的切方边坡违背工程地质选线原则导致的后果进行了反思。

深入分析了某滑坡的形态特征、结构特征及其力学机理，提出了一种新的选取滑坡抗剪强度参数的综合方法，并根据滑坡力学机理和各种整治措施的适用条件，经多方案的优化比选，提出了一种既经济又安全的整治方案。

基于Geddes应力解，并根据叠加原理计算群桩内任意点处的三向应力，采用基于Duncen-Chang本构模型的修正分层总和法计算群桩内任意点处的沉降量，最后，根据基点法[1]和群桩基础荷载、变形协调关系建立方程，从而，最终获得群桩的沉降计算。该理论较常规弹性理论方法计算群桩沉降有较大地改进，具体体现在以下几个方面：（1）考虑了群桩中地基土的三向应力分布对群桩沉降计算的影响；（2）考虑了土体本构模型（Duncen-Chang弹性非线性本构模型），因而，能计及土体非线性特性对群桩沉降的影响；（3）采用修正分层总和法理论，能考虑土体成层分布特性以及侧向变形对单桩沉降计算的影响。

提出采用多层建模法预报边坡位移。该方法把动态系统的状态(或输出)预报问题分为系统的时变参数预报和在此基础上对系统的状态(或输出)预报两部分,可充分考虑被预报系统的时变特性。给出了多层递阶的建模和预报方法。工程实例表明该方法有较好的预测精度和实用价值。

以朝东岩隧道为背景,运用二维弹塑性分析研究了隧道顶部不同大小、不同距离的溶洞对隧道围岩稳定性的影响。研究结果表明:隧道顶部溶洞随距离的增大及围岩稳定性增强,距离与隧道开挖引起的释放位移之间存在明显的相关关系,影响的分界线大约为溶洞直径的2～3倍;在拱顶附近的周边释放位移与溶洞的大小成反比,而在隧道侧壁及底部的释放位移与溶洞的尺寸成正比;并详细地分析了应力场及塑性区的变化规律。

岩体的某些参数，如弹性模量、强度参数等，对地下洞室的施工和设计具有极其重要的作用。直接进行这些参数的现场测量势必要耗费大量的物资和精力，但结果不一定令人满意。在这种背景下，位移反分析的工程应用具有很重要的理论和实用价值，它克服了直接测量岩体参数所带来的弊端，仅用工程中较易得到的位移量就可以反演出岩体的这些参数。笔者应用位移正演的方法，结合石碑岭隧道这一具体工程进行了岩体参数的反演计算。

阐明了平稳随机场的空间统计特性,根据平稳随机场各态历经性概念,讨论了土层满足各态历经性的条件,以及计算空间平均方差和相关距离的公式。并结合工程实例,分析了空间平均方差计算的影响因素。

筋土界面相互作用机理和方式随加筋土结构不同以及同一加筋土结构的位置不同而有所区别,相应参数的测试方法也应不同。根据国内外筋土界面参数测试方法的最新研究成果,结合工程实践发展需要和筋土界面相互作用关系特点,建立了筋土界面参数测试方法选择原则,为工程设计和研究工作中合理选择界面参数测试方法提供了科学的参考依据。

采用面向对象技术,应用C++研制了一个自适应渗流有限元分析系统。该软件系统的前处理过程用对象化建模,具有实现方便,界面友好的优点。自适应有限元模块的引入使该系统具有规范性和客观性,计算结果不会因人而异,且后处理界面形象直观。笔者还给出了一个土坝渗流的实例,验证了该软件的可用性和优点。

在主固结阶段，由一维固结理论可推导出沉降速率与沉降之间的线性关系。在次固结阶段，基于Voigt-Kelvin粘弹性模型，也可得到沉降速率与沉降之间的线性关系。根据这种线性关系提出了用于推算地基的固结系数、瞬时沉降量、主固结沉降量和次固结沉降量的方法。最后结合工程实例，说明了该方法的使用。

强夯法加固地基的机理非常复杂,影响因素众多,且涉及到多重耦合现象。笔者综合考虑地基士的流、固、动力耦合和地基与夯锤接触表面的动力耦合情况,给出了基于三维有限单元法的计算方法和迭代格式,并对一具体算例进行了耦合数值分析,总结了地基位移、应力及接触反力等在强夯作用时间内的变化规律和在空间上的分布特征。经与实际工程资料对比,结果令人满意。说明所建立的耦合方法可用于强夯加固法求解,并提出了适宜动力分析的有效方法,可应用于其它同类问题的分析计算中。

简要介绍了圆管涵破裂的原因，论述了根据公路规范、铁路规范计算涵洞顶填土压力的方法及其缺陷，提出了一种新的涵洞顶填土压力计算方法。计算结果表明，该方法克服了上述两种规范中计算方法的不足。

根据大型压缩仪完成的堆石蠕变试验,结合颗粒破碎测试试验,对蠕变产生的机理进行了简要的理论分析,在力的作用下,细化破碎的堆石颗粒滑移充填孔隙是发生蠕变的重要原因。堆石颗粒的破碎可分为对应于主压缩变形的颗粒破碎和伴随蠕变变形的颗粒破碎。颗粒破碎引起堆石级配的细微改变,从而形成后期变形。

采用结构力学方法和块体稳定性分析程序UNWFDGE分析了溪洛渡水电站大型地下洞室中错动带单条发育、结构面成组发育和结构面集中发育呈碎裂岩体三种情况下的围岩稳定性,得出了错动带出露的临界稳定厚度和潜在不稳定块体的特征,为支护处理提供了重要的理论依据。

点荷载试验是测试岩石强度值的一种试验,与试验机法相比点荷载法具有简便、经济的特点,但受诸多因素的限制和影响,用此法测试的试验结果精度不高,笔者通过几个方面的讨论来阐述其适用性。

金华大厦深基坑是较早进行系统监测的深基坑工程之一。此基坑的支护设计已根据现场监测作了调整,并得到顺利完成,为了印证调整结果,利用有限元对实际工程进行了仿真计算,并对结果进行了分析。