从理论上分析了单桶负压下沉过程中土体与桶形基础的相互作用。建立了桶在下沉过程中力传递的微分方程式，求得了桶在自重下沉时所能达到的最大深度与桶体自重、所受垂直载荷、桶体几何要素、土体的力学参数以及桶-土之间的摩擦强度之间的关系。考虑了负压下沉过程中渗流的影响，确立了桶内土柱顶部所需压力与下沉深度之间的对应关系。

冲击地压的预测、预报的研究，大多数仍停留在简单的统计研究和单因素的预测方面，因而，结果也不十分理想。笔者采用多层前向网络对该问题进行数学建模，网络的训练算法采用基于遗传模拟退火的BP优化算法。该算法是在遗传算法中引入模拟退火机制，将其同BP算法结合，形成一个混合的优化算法。新算法既有神经网络的学习能力和鲁棒性，又有遗传算法的强全局随机搜索能力。同时，利用华丰矿冲击地压的实际监测数据，通过遗传算法的主要性能指标对新算法的参数进行了比较研究，得到优化后的一组参数。利用该参数，对冲击地压的神经网络模型的结构、权值和阈值进行了优化，得到了非全连接的优化神经网络模型。最后，利用该模型对华丰矿冲击地压进行了短期最大震级的预报。预测结果的相对误差率平均为 7.84 %，预测效果比较理想。

详细介绍了旁压试验的使用方法，以及受潮汐影响的大桥勘察旁压原位测试中的特殊处理措施，分析了旁压试验中各强度参数指标的处理方法和原则，并运用这些方法和原则处理了苏通大桥旁压试验的强度参数指标，为大桥的设计提供了设计强度参数，也可为同类工程提供参考意义。

基于改进的一维剪切梁模型[1]，对剪切模量为其深度的某一指数函数的成层非均质土层，推导了确定自振频率、振型函数、参与系数及稳态动力响应的封闭型解析表达式。首次证明了这种土层振型函数的正交性，利用随机振动理论，并基于基岩输入地震加速度的功率谱密度函数：白噪声谱和过滤白噪声谱，研究了该土层对地震的随机动力响应问题。计算表明：(1)在基岩输入地震加速度的功率谱为白噪声谱的情况下，土层的最大期望反应，均有别于过滤白噪声谱时的相应值。(2)平稳输入与输出过高地估计了土层的随机响应。

滑带土抗剪强度是滑坡稳定性分析和防治工程设计中十分重要而又难于确定的参数之一。因此，基于临界状态假定的二维反分析方法得到了广泛应用。但是，自然界发生的滑坡基本上呈三维形态，其主滑方向有时变化也较大，使得有必要研究一种滑带土抗剪强度的三维反分析方法和滑坡稳定性的三维评价方法。笔者建议了一种基于强度折减概念的滑带土抗剪强度反分析方法，即通过逐步折减滑动面的强度参数，使滑动面的塑性区完全贯通，此时，塌滑体处于极限状态，所用强度参数即为滑带土的平均抗剪强度参数。从洪家渡水电站1#塌滑体计算成果来看，反演的滑带土摩擦角较二维反演值低4.1?，反映了滑坡体的三维效应，验证了所建议方法的可行性。

基于颗粒流理论，对砂土的室内双轴试验和砂土剪切带形成与发展进行了数值模拟，基本再现了砂土试样应力-应变关系。主要研究了颗粒粒径、颗粒摩擦系数等细观参数变化时试样宏观性质的变化情况。对比分析了室内试验和颗粒流数值模拟试验的砂土剪切带特征。同时对比研究了模型试样颗粒粒径、颗粒刚度和摩擦系数等细观参数的变化，对剪切带的形成与发展过程的影响。结果表明：通过颗粒流数值模型试验可以有效模拟砂土剪切带的形成与发展机理。

国际岩石力学学会（ISRM）在1995年提出了一种新型岩石断裂韧度试样——人字形切槽巴西圆盘试样CCNBD，但是，其断裂韧度计算公式中的重要参数（即无量纲应力强度因子的标定）仍存在问题。采用一种新的分片合成方法并结合有限元法，参照ISRM给出的CCNBD试样的尺寸限制，对该范围试样的应力强度因子进行了宽范围的标定，以便在试验中能因地制宜地选用不同几何参数的CCNBD试样。结果表明：分片合成方法的计算值有很高的精度，不但减少了工作量，也使标定的无量纲应力强度因子比现有文献值更加准确、可靠。

针对单层Gibson地基模型，运用Laplace变换，求得了单层Gibson地基的一维固结问题，得到了频域内的通解。通过Laplace逆变换，即可计算单层Gibson地基在任意荷载下的一维固结特性。此外，结合工程实例，对解进行了探讨，揭示了单层Gibson地基的固结特性。

爆夯是一种利用炸药爆炸法夯实基础的新技术，近年来被广泛地应用于码头建设。笔者介绍了广西钦州港二期码头抛石基床的爆夯设计和实施。结果表明，基床爆夯达到了预期效果，水下爆夯的平均沉降率为12.7%。同时，爆夯过程中，一期码头的振动值小于安全阈值，保证了一期码头的安全，为类似工程提供了借鉴。

应用Fourier变换，推导了瞬态横向振动桩桩周土阻力在频率域中的Baranov公式，并得到瞬态横向振动桩Winkler参数k和c的表达式。该式因计算复杂不便于桩瞬态横向振动的计算，笔者应用Hankel函数渐近展开式得到k和c的简化式。对桩的瞬态横向振动的计算表明，简化式的精度满足要求，且大大提高了计算速度。

介绍了饱和-非饱和渗流的计算程序数值模拟方法，该方法模拟了降雨过程中边坡内孔隙水压力的变化，克服了传统降雨边界处理方法的缺陷，考虑了降雨过程中地表边界的条件转化，为以后的径流渗流耦合的模拟提供了良好的基础，为降雨诱发滑坡研究提供了定量分析手段。

详细介绍了差分GPS静态测量和动态测量两种测量模式应用于大范围地面沉降监测的工作原理，探讨了GPS测量与水准测量，这两种方法因测量基准面不同，而使得所测地面沉降量存在的差异。将差分GPS静态测量模式实际应用于天津市的地面沉降监测，通过对其4年的实际测量精度的分析表明，对于大范围地面沉降监测，采用差分GPS静态测量法取代长距离的一等精密水准测量是完全可行的。

采用信息化施工技术进行大型滑坡整治，既安全又经济。笔者探讨了基于大量监测数据处理为核心的信息化施工技术。采用数据可视化技术对大型滑坡巨大数据进行分析处理，确定了滑动面位置、滑动方向和对滑坡进行危险性分区。将支持向量机方法用于预测滑坡变形。将智能和可视化分析结果用于滑坡动态优化设计中，并用一个实际工程实例论述了方法的思路。

进行了岩石在峰值荷载变形条件下的松弛试验及峰值荷载前的加卸载试验。试验表明：岩石在峰值荷载变形条件下的应力松驰曲线呈阶梯式下降特征，说明岩石在峰值荷载变形条件下的应力松弛是间断的和阵发式的，其原因是岩石内部破裂面相互滑动、裂纹扩展和新裂隙产生的综合作用；岩石结构的完整性和岩石弹性能量储存能力强弱对岩石的松驰特性具有明显影响，因这些因素不同，则应力下降台阶数及松驰时间也不同。

基于剪切应变率梯度格式，采用解析方式研究了岩石材料在单轴压缩条件下的应变软化的结构响应。根据非局部连续介质模型，提出了一维二阶剪切应变率梯度格式。非局部剪切应变率与局部剪切应变率及其二阶梯度有关。将经典塑性理论中的局部剪切应变率替换为非局部剪切应变率，可以直接得到局部剪切应变率的封闭解析解，而不必通过将局部剪切应变对时间求导获得。通过对局部剪切应变率积分，得到了沿剪切带方向的相对剪切速度。试件峰值强度后的端部速度由弹性及塑性两部分构成。前一部分由虎克定律描述；后一部分与相对剪切速度有关。对弹性及塑性两部分速度求和，得到了单轴压缩岩样剪切破坏问题轴向响应的解析式。研究表明：试样高度越大、内部长度越小、剪切软化模量越大及泊松比越小，则岩样的轴向响应倾向于脆性。根据岩样与矿柱的相似性，岩样响应倾向于脆性，意味着矿柱将失去稳定性，发生矿柱岩爆。目前的基于剪切应变率梯度格式的主要优点是简洁。

通过对砂土动力剪切荷载作用过程中的土骨架的弹性和塑性分析，研究了土骨架接触面部分可能发生的弹性恢复和永久变形以及破碎引起的最剧烈的塑性变形；并且，提出了可以通过液化前后颗粒粒径的质量百分含量的对比试验，来验证破碎模型的合理性；为进行砂土动力非线性变形和液化的数值模拟，结合砂土的剪切非线性的本构，总结了更为简化的时域连续的函数经验公式，使得在时域内进行土壤动力特性和动力非线性反应分析，以及用剪胀性理论解释动力液化和变形问题易于进行。

提出了一种基于应力波反射波法判别基桩桩身完整性的BP型神经网络模型。该模型以桩身应力波波形曲线、桩的几何尺寸和桩身混凝土波速等为网络的输入信息，预测作为网络输出信息的桩身完整性特征，如正常、缩径、扩径、离析和开裂等。通过采用多种运算改进技术，提高了网络的可行性和计算速度。对天津市软土地基中的数十根灌注桩的实测波形等资料学习和预测，取得了令人满意的精度。

在房屋密集区，建筑施工造成的环境影响问题已引起了岩土工程师们的密切关注。锤击沉管灌注桩施工过程中的最主要影响是振动，严重时将导致房屋倾斜、墙体开裂等问题。笔者对某在建粮库地基处理工地锤击沉管灌注桩的施工振动进行了测试，测得临近房屋内的最大峰值速度为4.92 mm/s。结合国内外现有的相关规范，进行综合分析后，给出了振动的安全阈值（5 mm/s），因而，判定该项目施工振动的影响在安全范围以内，而后辅助以开挖减振沟、多台桩机间隔施工等措施，顺利完成了施工。

鉴于现有施工规范还较难保证膨胀土路堤的填筑质量，通过多种施工参数组合的现场路堤填筑试验，提出了中膨胀土用于填筑高速公路路堤的施工工艺参数，为高速公路的施工质量与进度控制提供了有意义的指导。

秦-沈客运专线某标段的路基填料由洁净、均匀而级配不良的细砂组成，为满足《秦-沈线铁路路基施工技术细则》[1]的质量要求，施工单位在对该填料进行大量的改良对比试验基础上，探索出了经济合理的细砂改良技术方案，按此配方及施工工艺完成了数百万方的路基施工填筑任务，为细砂改良积累了大量的技术数据和宝贵经验。通过对细砂填料改良的试验研究，发现了文献[1]的某些规定和检测指标尚须进一步商榷和改进。笔者从理论和实践上对匀粒细砂改良的必要性、文献[1]双指标控制标准等问题提出了质疑，揭示和阐述了匀粒细砂K30值偏小的内在原因和填料强度随填筑深度的变化规律。

以瞬态载荷作用下弹性介质中球形空腔的动态响应解析解为基础，分析了爆炸载荷动态卸载时对介质中应力分布的影响，探讨了动态卸载效应在爆破破岩过程中的作用，并对爆破工程实践中的一些现象作了合理地解释，指出了深入研究动态卸载效应的必要性。

深基坑开挖的时空效应既与深基坑工程支护设计、施工方案有关，又依赖于场地岩土介质的工程特性。依据Biot固结理论与有限变形的理论基础，采用经典的变分原理方法推导了基于大变形Lagrangian描述的U. L方法——Biot固结理论耦合系统方程及其有限元数值模拟方法。根据工程实例进行大小变形计算的比较以及深基坑开挖的时空效应分析，得出开挖时空效应显著、小变形计算的安全性不足的结论。

目前主要是依据土-水特征曲线及含水量来确定基质吸力，而忽略了土体密度对基质吸力的影响，这不论从理论上，还是从应用方面都是不完善的。为此，笔者选取霸桥砂土，进行了大量不同密度、不同含水量土样的基质吸力测试。经过对实验资料的分析研究，得到了三种密度下的基质吸力随含水量的变化关系式，并进一步得到了既考虑土体密度，又考虑含水量的基质吸力表述关系式，最后经水分迁移试验，验证了密度对水分迁移进程的影响。研究结果表明：基质吸力随密度的变化是明显的，含水量越低，这一趋势越明显。在含水量相同的情况下，当砂土从疏松状态逐级变密时，吸力值先后经历变小、变大、又变小的过程，笔者对造成这一现象的原因作了初步分析。

强夯加固期间对上覆填海砂层的软土进行了孔压的监测，分析了强夯时软土中孔压的长消规律和随水平距离的变化及影响范围； 通过对强夯后静力触探试验成果的分析，研究了软土上覆砂层强夯加固的机理，并对强夯的有效影响深度和单点击数问题提出了看法。

在介绍块体稳定可靠性分析各种方法的基础上，分析了采空区块体稳定状态的随机性和模糊性的特点，根据块体理论与模糊分析学中的模糊测度理论，提出了块体稳定性的模糊随机可靠性分析方法，建立了块体稳定性模糊概率测度计算公式，并将该方法应用于浙江遂昌金矿采空区顶板围岩块体稳定性分析的工程实践中，计算结果表明，块体稳定性较差，采空区残留矿柱回采前，需采取相应的安全措施。

利用Laplace变换取得了下卧与上覆层的组合地层在已知地震烈度或地层位移两种初始条件下的剪应力的解析表达式，提出了一种新的液化判别方法；并利用编程计算，分析了地层组合中各参数对砂土液化的影响，得到了在各种组合情况下砂土液化的难易程度。对工程判别有一定的理论指导作用。

运用最小二乘法定量探讨了微型静压桩在托换过程中回弹力与回弹量之间的关系；运用桩-土相互作用机理定性分析了回弹产生的原因，并研究了静压桩桩顶的最大回弹量，同时得到了回弹力、托换力、实际回弹量与最大回弹量四者之间的关系式。

为了研究软土的蠕变固结特性，进行了一维的固结蠕变压缩试验。得到了连云港软土的蠕变特性。以参数Cα/?e100分析了次固结对固结过程的影响。把饱和粘性土骨架视为粘弹性体，提出了一种划分主次固结的方法，并且，此方法可以应用于实测资料进行主次固结划分。

三峡古滑坡的变形和长期稳定的控制性因素，在于滑动带土力学特性的强度损伤积累和时间效应。为了滑坡建模和稳定数值分析的需要，进行了泄滩滑坡体滑动带土的三轴排水蠕变试验研究。并在此基础上，给出了排水条件下粘性土的Mesri蠕变模型，即剪应力-应变关系采用双曲线模型，应变-时间关系采用幂函数来描述土体的弹粘塑性。

无单元法是求解比奥固结问题的一种新型数值方法。在采用罚函数法处理本质边界条件的基础上，推导出无单元伽辽金法解固结问题的系统方程。并着重讨论了计算域内结点分布方式、结点影响域的形状和大小、数值积分方案、惩罚因子等因素对结点位移、超孔隙水压力等的计算结果精度的影响。通过比较、分析，分别提供出相应的取值范围，或给出了参考性建议。

根据重庆市南桐矿务局砚石台煤矿的生产技术条件和开采地质条件，针对传统方法预测冲击地压存在的弊端，运用BP人工神经网络和遗传算法相结合的方法，通过改进激励函数来缩短训练时间，并利用给权值加入动量项和变速率学习方法，减少学习中的振荡，来对该矿冲击地压预测进行研究。工程实际应用表明，该方法能有效的确定网络结构和训练参数，并可以很好地应用在相关工程上。

通过室内岩石力学性质、节理岩样剪切强度试验及现场岩体结构面推剪试验研究，对凤滩电厂近坝库区4个边坡岩体的强度和变形特性进行了分析，取得了边坡岩体力学性质基本参数。为边坡稳定性分析及工程设计提供了可靠依据。

针对经典的BP网络存在的一些缺陷，采用了径向基函数神经网络（RBFNN）。在相同的收敛条件下，用RBFNN和经典算法的BP网络进行了比较，表明前者具有优越性。在工程实例中，基于人工神经网络的非线性特点，在三维渗流有限元的基础上，利用RBFNN反演了大坝的渗透系数。并利用反演结果进行渗流场分析，水头预报值也有很高的精度，说明反演结果是正确的，从而，验证了RBFNN应用于反演分析中的可靠性。

根据高速公路路基的变形特点，提出了真空-堆载联合预压法处理软基的三维Biot固结有限元计算模型，将砂井按照实际尺寸划分单元，避免了平面计算方法中的砂井处理的问题，较以往的平面数值方法更接近实际情况。结合修正剑桥模型，对某真空-堆载联合预压试验段进行了计算、分析，结果令人满意。

论述了在开发CAD系统中引入面向对象的设计思想的优点，结合开发岩土工程CAD系统实例，对其中的关键技术——系统建模进行了分析，并就建立一般的系统模型技术进行了探讨。同时，给出了必要的代码，提供给相关程序开发者借鉴。

八尺门滑坡是福-宁高速公路施工现场的一个降雨型滑坡，近年来该滑坡由于人为及降雨的因素而频频发生滑动，对坡下的高速公路施工及滑坡区内的人民生命财产安全造成了严重威胁。为了准确掌握降雨量与滑坡位移之间的关系，在对八尺门滑坡现场降雨量及滑坡位移的长达一年的监测资料的基础上，利用GA-NN模型，对降雨条件下的滑坡位移演化发展做出了精确的预测。研究成果已作为重要的基础性数据被有关施工和研究部门采用，对于指导现场施工和保证滑坡影响区内人民生命财产的安全发挥了重要作用。

基于凸集理论，提出了一种考虑岩土材料力学参数的不确定性，但有界限的工程安全分析新方法,并提出一种解法。该解法首先采用凸集模型定义不确定性的材料力学参数，然后，通过应用优化方法在凸集合上的搜索，找到工程安全系数K的范围，亦即K的上、下界限。该方法简便、实用，有较大的工程价值。

针对某工程钻孔灌注桩的单桩进行静、动试验，对单桩极限承载力不能满足设计要求进行了分析。提出了用柔性深层搅拌桩弥补刚性灌注桩承载力不足的处理措施，对刚、柔性桩受力和变形协调性进行了分析，并使二者共同作用。处理结果表明：这种方法既经济，又便于施工，能完全达到设计要求，对类似地基事故处理具有参考作用。

粉煤灰是一种工业废弃物，与生石灰一样均可用来加固软土地基。笔者进行了粉煤灰与生石灰加固土的室内配方试验，分别将水泥或生石灰与粉煤灰按照不同的比例干拌均匀后，再与不同含水量的软土人工拌和均匀，测定了不同龄期的无侧限抗压强度；分析了石灰加固土强度与生石灰掺入比和龄期的关系及其压缩系数、压缩模量等的变化。并进一步分析了粉煤灰的加固机理，旨在为其进一步的研究和工程应用提供参考。

结合试验资料对嵌岩桩的嵌岩深度、端阻力以及桩侧阻力进行了分析。讨论了端阻比随嵌岩深度的关系、桩承载力与嵌岩比的关系以及不同岩层对桩的承载力的影响，并提出了软土地基中不同桩径的桩具有最佳嵌岩深度，认为不存在最大嵌岩深度。

地基土的模型已不下数百个，但真正能反映土体真面目的几乎没有，其原因是土体本身太复杂。要想全面地考虑土体本构关系，其模型参数将会多得难以在实践中应用。因此，从实用角度出发，应建立简单的（包括形式和参数的可得到性）、能够反映研究问题主要矛盾的模型。结合建筑工程关心的沉降问题，根据e-p曲线和e-lgp曲线的关系，建立了与土体竖向应力有关的土体侧限压缩模量的计算方法，并假定泊松比根据不同的土类，确定为不同的常量，从而，可以较为简单地计算土体的沉降及其应力，工程实例计算结果表明：该方法具有合理性。

研究了一维向上渗流作用下多层地基有效应力的计算问题，推导了有效应力的计算公式，讨论了有效应力性状。定义了渗流有效应力的概念。渗流作用下土层有效应力由两部分组成：一部分是自重有效应力，它由重力引起，体现了静水压力的影响；另一部分是渗透有效应力，由土层水头差产生，体现超静水压力的影响。一维向上渗流作用使土层的有效应力减小。一维向上渗流作用下多层地基有效应力沿土层厚度呈线性分布，在土层层面处发生转折。多层地基有效应力计算的关键是确定土层层面处的有效应力，而确定土层层面处的有效应力的关键是计算各土层的水头差。文后给出了实例计算。

采用自平衡试桩法进行了3根试桩静载荷试验，同时采用振弦式钢筋应力计测得3根试桩轴向应力，分析了自平衡试桩时桩土的荷载传递性状。最后采用精确转换法和简化转换法对自平衡测试结果进行了转换，并比较了转换结果。

对土工格栅在治理某高速公路软土地基的沉降问题进行了研究，介绍了加固软土路基的处理方法和治理机理，并采用有限元分析方法，对处理后的路基沉降进行了计算，所得结果与实测沉降值偏差较小，证明本研究采用的计算理论和结构模型以及编写的程序是正确的。

根据不同载荷条件下土体蠕变破坏的时间数据列，建立了土体流变破坏时间的灰色预测模型。该模型能根据土体在较高应力条件下的蠕变破坏时间预测其在较低应力水平条件下的蠕变破坏时间，可用于边坡破坏预测、岩土工程、岩土力学试验等领域。