目前对堆石体应力-应变关系特性的研究主要建立在常规三轴试验的基础上，对复杂应力路径上堆石体本构模型的验证工作尚不充分。利用糯扎渡高心墙堆石坝主堆石料复杂应力路径大型三轴试验成果，对国内常用的堆石体本构模型——邓肯-张EB模型、清华非线性解耦KG模型和沈珠江双屈服面模型进行了比较和验证。结果表明，邓肯-张EB模型通常会夸大堆石体的体积压缩变形，其加卸载准则无法正确判别一些复杂应力路径的加卸载状况，清华KG模型和沈珠江双屈服面模型对堆石体复杂应力路径的适应性相对较好。

结合化学反应方程式，并应用多孔多相介质溶混污染物输运过程的数值模型，对多孔多相介质中含均相/非均相化学反应传质过程进行了数值模拟。化学反应主要包含均相快速/慢速和非均相快速/慢速等5种化学反应过程，溶质输运行为的控制机制主要考虑对流、扩散及降解、吸附等。基于原有的隐式特征线Galerkin离散化的有限元方法，求解模型控制方程的边值初值问题，求解过程中把均相化学反应物质中按照反应物和生成物分开，非均相反应物质按照固相和液相分开，对均相反应物及非均相液相物质浓度耦合求解，而均相生成物和非均相固相物质独立求解。使方程组按照其不同类型进行分类，同时可减少未知数的个数。对于含有非线性内状态变量的右端项进行迭代求解。数值例题结果验证了所提出的数值方法的有效性、计算精度和稳定性。

对土坡而言，利用有限元-强度折减方法将边坡代入临界破坏状态时，临界滑面上的点往往是沿深部方向的等效塑性应变最大的地方。通过设置一系列沿水平方向布置的垂直直线，并找出沿每条直线上的等效塑性应变最大值的位置后，就可得到一系列呈波动状的点的分布，它们构成了所谓的函数型数据，再利用最小二乘法对这些函数型数据做平滑处理就得到了边坡的临界滑面。与其他方法的相对比，验证了该方法的可靠性。

以各向同性Mohr-Coulomb剪切屈服准则为基础，研究了各向异性剪切屈服准则的一般理论方法。在此基础上，对正交各向异性的剪切屈服准则及其数值实现方法进行了研究，利用FLAC3D数值分析软件中的FISH语言编制了相应的计算程序，并引入FLAC3D中。理论分析和数值计算分析表明，正交各向异性剪切屈服准则与3个主应力均有关，各向同性剪切屈服准则为其特例，各向异性材料的屈服面不一定与最大剪应力面重合。

针对弹性介质体边坡内存在的模糊特性，从弹性力学的基本方程式入手，应用模糊运算法则、模糊积分和模糊微分等方法，推导了弹性力学几何方程、物理方程和平衡方程的模糊表达形式。利用最小模糊位能原理，建立了考虑多参数模糊性的模糊有限元控制方程。数值算例表明，弹性介质体边坡考虑模糊特性影响的情况下的分析成果，能更全面地反映出计算参数模糊特性变化引起的边坡内力和位移的改变情况。

根据快速拉格朗日法的基本原理，讨论了在其中实现应力释放法的理论根据。通过不同侧压系数下脆性岩体中圆形隧洞开挖卸荷过程的应力释放法模拟和真三维模拟，分别讨论了应力路径问题、模拟空间效应时最终计算结果的准确性及其工程应用问题。在未包含断层、软弱带等特殊地质条件的情况下，分析得到以下结论：（1）应力释放法模拟中，围岩经历的应力路径与真三维模拟不同，故只能用前者来近似模拟开挖问题；（2）不同的应力路径将导致不同的最终结果，在一定的近似程度要求及计算工作条件下应力释放法模拟的最终结果可近似真三维的模拟结果，且对于圆形隧洞问题，当侧压系数从1.0开始增大或减小时，这种近似误差将减小，并最终趋于稳定；（3）在工程应用中，由应力释放法可得到收敛约束法中的GRC曲线，从而使得它在工程应用中发挥重要的作用。

假定孔隙均匀地分布于土体的物质空间内和土骨架对污染物的吸附特性服从平衡线性，对基本体积质量关系进行分析，提出了由于土体对污染物的吸附而引起的孔隙率降低的估算公式。在考虑土体孔隙率变化的条件下，建立了污染物一维运移的控制方程，并考虑垃圾生物降解效应、压实黏土衬里（CCL）防渗层、下覆有限厚度含水层等实际情况，确定了初始条件和边界条件。对所建立的初边值问题进行了数值求解，且对某假想填埋场情况进行了变动参数与对比计算，结果表明，由于土颗粒对污染物的吸附所引起的孔隙率降低，显著地降低了污染物对压实黏土衬里的穿透能力。与常孔隙率情况相比，CCL中污染物的峰值浓度降低近10 %，含水层中污染物浓度降低更显著。当考虑土体孔隙率变化时，弥散对污染物运移具有控制作用，分布系数对污染物的运移具有重要影响。

分析探讨了锚索桩设计计算的几个力学问题及有关概念。传统上对于桩身嵌入段的计算，须根据桩身与桩周岩土的相对刚度划分为刚性桩和弹性桩两种不同的计算模型，并各自对应不同的算法及计算公式，通过对两种模型计算式的数学极限分析表明，刚性桩模型算式仅为弹性桩计算法中将嵌入段的桩身刚度取很大值下的特例，两种模型算法在力学本质上是统一的。由锚索桩嵌入段分别按弹、刚性桩模型算式的位移、转角的对比分析可知，基于弹性桩模型计算出的锚索受力大于按刚性桩模型，以弹性桩模型进行锚索设计偏于安全，而嵌入段的换算长度取1.3（“m法”）或0.8（“常数法”），从工程设计角度方可作为刚/弹性桩模型的划分判据，此时两种模型的最大位移或转角差别才小于5 %。桩上锚索倾角的力学效应除矢量分解作用影响水平锚拉力大小外，更重要的是将影响锚拉点处的水平约束刚度，进而改变锚索桩超静定结构的受力分担，因此锚索最优倾角的选取可使较好地控制桩身位移且降低锚索初拉力得以兼顾。力图令桩身正负弯矩峰值大致相等的所谓“平衡设计原则”实际上具有较强条件性，须依赖于锚索既要初拉力合适又能在正常工作状态下具备足够大的锚拉力。

基于塑性硬化模量场理论和多重屈服面模型，结合各向同性硬化准则和移动硬化准则，在新的应力空间建立了一个新型不排水循环荷载作用下的多屈服面模型，并推导了一个适合三轴试验的简化的多屈服面模型。在此基础上，结合一个循环荷载作用下的动孔压模型，进行了饱和软黏土的动三轴模拟试验。结果表明，文中建立的多屈服面模型能够较好地模拟循环三轴试验、直剪试验和平面应变条件下的试验。

基于颗粒流理论，引入接触连接模型和滑动模型，建立了含软弱夹层试样的颗粒流模型。通过颗粒流程序(PFC)数值模型试验，对含软弱夹层试样的强度和破坏发展进行了数值模拟，分别对比了不同围压以及不同夹层参数条件下的应力-应变关系曲线，通过位移矢量场分析了破坏发展趋势。模拟结果表明，一般围压条件下试样沿软弱夹层滑动破坏，但在某特定围压下，软弱夹层的存在并不起主要控制作用；试样应力-应变关系曲线峰值随软弱夹层颗粒的摩擦系数和法向接触刚度的减小而下降，当颗粒法向接触刚度趋近0时，试样加载初始阶段呈现塑性流变特征；夹层颗粒的切向接触刚度只有低于某一特定值时才会使试样应力-应变关系曲线峰值降低。通过分析，得到了土体颗粒细观参数和宏观力学行为的内在联系，并对土体软弱夹层力学性质和渐进破坏过程有了更进一步的认识。

变异粒子群优化算法（MPSO）是一种基于群体智能的改进全局优化技术，其优势在于减小陷入局部极值的机率，增加全局搜索能力。将变异粒子群算法与径向基函数（RBF）神经网络结构进行结合，建立了变异粒子群神经网络（MPSO-RBF）耦合算法，充分发挥了MPSO算法的全局寻优能力和RBF算法的局部搜索优势。数值计算结果表明，所建立的方法能够对桩基动测进行多参数的识别和非线性优化问题的求解，具有良好全局收敛能力，是一种行之有效的智能算法。

在断层错动下跨断层埋地管道反应模拟方法中，壳模型有限元方法较简化索模型解析方法能更好地反映管道壳体反应特性，而目前国内外规范仍多采用便于应用的简化索模型解析方法。基于壳模型有限元方法，与索模型解析方法的对比计算分析，探讨了两类方法的管道轴向拉伸应变计算值差异及引起差异的主要因素，并在管道跨断层交角较小（小于70°）的情况下，提出了基于管道埋藏土层波速值和断层错动量两个参数的改进Newmark方法。进一步地计算分析表明，对于不同的管道跨断层交角和管材特性情况，改进的Newmark方法对壳模型方法计算结果的拟合度达到了0.87。

渤海湾西岸滨海盐渍土的盐渍化特征与滨海平原的地面高程、气候条件、盐渍土的理化性状、地下水的矿化度及人类活动等密切相关。就土盐渍化的程度而言，地面高程较高处的土高于地面高程较低处的土，上层土高于下层土。受蒸发和降水影响，地下水位以上土的盐渍化敏感深度为1 m左右。随着气候的变化，滨海盐渍土显现出春季蒸发，上层土积盐；夏季淋洗，土中盐分向下移动的盐渍化特征。随着深度的增加，土的含盐量逐渐减少，至地下水位附近出现轻微增长。从剖面上地表至地下水位间可划分为3个不同聚盐形态和含盐量的土盐渍化程度分区带，即土蒸发浓缩聚盐带、土盐化变动带和土饱水溶盐带；平面上向海岸线方向延伸，土逐渐由非盐渍土变为弱盐渍土、中盐渍土和强盐渍土，含盐量和盐渍化程度也越来越高。地下水位浅和地下水矿化度高，则上层土的盐渍化程度就愈高。

进化策略是一种新的求解全局最优问题的方法，应用该方法对深基坑支护结构进行了优化设计的初步研究。针对进化策略在处理非线性函数的优化问题及高维优化问题时在收敛速度和收敛性方面存在的不足，将禁止搜索与有向搜索相结合，提出了一种快速进化策略算法，有效地克服了传统进化策略的缺点。工程实例分析研究表明，进化策略不受设计空间的可微性、连续性等限制，特别适合于求解支护工程这类具有离散设计变量和非确定性因素的工程设计问题；改进的进化策略具有更好的收敛性，有极强的避免局部极值的全局优化能力。

借鉴流形方法思想，引入广义节点的概念，对传统的无网格法进行了改进，建立了可具有任意高阶多项式插值函数的广义节点无网格方法。与传统无网格方法相比，广义节点无网格方法更具有一般性，当选取0阶广义节点位移插值函数时便可得到传统的无网格法。结合土工固结问题，通过推导建立了Biot固结方程的数值计算列式，对静态固结问题进行数值计算，通过对比分析验证了所建议方法的可行性。

在材料塑性本构理论中应用热动力学原理一般有两种方法，一是在引入的屈服（包括硬化）、破坏函数和塑性势概念的基础上，从数学上或者根据试验规律，假设（拟合）其函数形式，然后将热力学定律或准热力学公设作为附加约束引入本构模型；二是直接从热动力学出发，通过构造能量函数（热力学势）、耗散函数及较少的限制条件给出全部的塑性本构理论，而得到的本构理论自动满足热动力学原理。长期以来，针对各种不同材料提出的大量屈服破坏函数，许多都是按照第一种方法给出的，却并未见到进行过严格的热动力学限制的验证。研究从塑性本构理论中上述两种研究方式在热力学定律的满足上的一致性出发，将求屈服函数对应的耗散势的问题归结为关于耗散势的偏微分方程求解问题，从理论上演绎出塑性理论中一族率无关线性屈服破坏函数对应的耗散势函数，从而将屈服破坏函数的热动力学验证问题转化为其对应耗散势的正负判断问题，也沟通了塑性理论中屈服破坏函数同热动力学中耗散势在概念上的联系，对于理解屈服破坏函数的热动力学内涵有重要理论意义。特别地，文中给出的求耗散势的方法具有一般性，不仅适合于线性的屈服破坏函数，也适合于非线性的屈服破坏函数。最后，利用热力学第2定律给出了一族线性屈服破坏函数具体的热力学限制条件。

通过对天津市区地层中第一海相层底部的粉质黏土原状饱和试样进行的一系列K0固结不排水三轴卸荷试验，研究土体卸荷路径下的变形特性。试验表明，该种土在卸荷条件下应力-应变曲线可用双曲线形式模拟，而且存在比较明显的归一化性状，其初始切线卸荷模量与固结围压成正比。研究成果对天津市区基坑开挖及支护结构设计计算、软土隧道施工研究及其他相关岩土工程问题的研究均有较大的实用价值。

以浙江金(华)—丽(水)—温(州)高速公路永嘉鹿城段的红枫双连拱隧道为工程背景，建立了基于神经网络的连拱隧道围岩变形预测模型。利用施工过程中左洞量测的围岩变形进行反分析，确定出围岩的力学特性参数，再通过数值分析方法对隧道右洞围岩变形和稳定性做出合理的评价和符合实际的预测，从而更有效地对支护参数和施工方法进行反馈设计。通过预测值与实际监测值的比较可以看出，其预测精度满足岩土工程的要求，具有一定的工程意义。

在平面应变条件下，采用摩尔-库仑强度准则和相关联流动法则，对地下水位升高过程中平移模式下的黏性土无限边坡进行了弹塑性分析，探讨了坡体变形的变化规律，分析了边坡安全系数和坡面水平位移的关系。数值分析表明，土坡的初始应力状态和抗剪强度指标对地下水位升高过程中滑坡前塑性区的厚度、坡体内塑性应变和水平位移的发展都有很大影响。

岸坡突变所产生的不均匀沉降变形常常是导致土石坝心墙发生横向裂缝的主要原因。使用糯扎渡高心墙堆石坝心墙混合土料进行了模拟心墙发生横向裂缝的土工离心机模型试验。试验中再现了由于岸坡坡度变化导致坝顶发生横向裂缝的现象。采用工程中常用的3种裂缝分析方法：倾度法、Leonards法和有限元应力法对试验结果进行了分析。结果表明，前两种方法仅在测点较多时才是适用的，而有限元应力法对土石坝心墙横向裂缝问题更为有效。

在有、无内排土条件下，对6个均质边坡模型和伊敏一露天矿边坡模型的端帮边坡角进行了数值模拟计算与分析。结果表明，在安全系数不变的前提下内排土可以提高露天矿端帮边坡的最大稳定边坡角，从而减少了剥离量或增加采出矿石量，降低剥采比，提高矿山经济效益。

沿海软黏土的侧压力系数 具有阶段性特征：当试验荷载P （土样的残余结构强度）时， 值较小，试样的结构性好，呈现出似刚性的材料特征，侧压力系数小；当 时， 值增大，土的微结构破坏，呈现出弹塑性体的材料特征，侧压力系数增大。而在工程实践中，受成孔、取土等诸多因素干扰，欠固结-正常固结的软黏性土的微结构的结构性易被破坏，使 指标的阶段性特征不明显。

采用优化位移边界条件拟合工程区域初始地应力场，根据实测地应力资料建立针对所施加的任一边界位移模式的优化函数，不断调整位移边界模式并通过有限元数值计算，最终得到边界位移模式的最优组合和工程区域初始地应力场，从而为初始地应力场的反演分析提供一个新的途径。最后，针对三峡工程地下厂房区域给出了用该方法拟合初始地应力场的计算结果，通过地应力测点计算值和实测值的对比分析，其拟合效果较好，证实此方法是可行的。

在厚褥垫状态或路堤荷载作用下复合地基的破坏主要取决于桩-褥垫体系的作用，复合地基中单桩的承载力远未发挥出来。由有限元计算结果得出以下规律：(1) 随着褥垫厚度增加，桩土应力比减小；褥垫厚度超过300 mm后，褥垫厚度的影响急剧减小；褥垫厚度超过500 mm后，褥垫厚度的影响继续减小。(2) 褥垫厚度较薄时（ 100 mm），褥垫模量对桩土应力比影响很大；褥垫厚度超过300 mm时，褥垫模量对桩土应力比的影响减小；褥垫厚度达到500 mm后，褥垫模量对桩土应力比影响很小。(3) 承载板刚度小于6.25 MN•m2时，桩土应力比随刚度增大；承载板刚度大于6.25 MN•m2时，刚度对桩土应力比的影响很小。

依据59根桩静载荷试验实测结果和桩侧相关土层的标贯试验成果，反算出砾卵石持力层中预制桩的极限桩端阻力，结合7根桩身埋设有应力计的预制桩桩端阻力的实测成果，分析了砾卵石层中的预制桩的桩端阻力、桩端荷载分担比例及端阻充分发挥所需的桩端位移。通过对121根以砾卵石为持力层的预制桩的静载试验成果与静压法施工终压力的比较，分析了砾卵石层中静压预制桩的施工终压力与极限承载力的关系。

采用自行研制的直剪仪和斜板仪研究了3种粗糙程度的HDPE（高密度聚乙烯）膜分别与砂土、土工布及土工复合材料之间的界面摩擦特性，进行了高垂直应力的直剪试验和低垂直应力下的斜板试验。通过对试验数据进行分析比较，认识了一些HDPE膜界面摩擦特性的变化规律及其影响因素，并对直剪试验结果与斜板试验结果之间的差异进行了初步的研究。

在采用有限元方法模拟基坑开挖过程中支护结构与土的相互作用的基础上，提出将温度场耦合到应力场中来分析基坑支护支撑温度效应。结合工程实例，采用修正剑桥弹塑性模型并考虑开挖过程模拟支撑温度效应，分析了不同施工阶段的温度变化对支撑温度应力的影响，指出支撑的温度应力应按照各种工况的最不利组合进行设计。得出在温度变化较大时，应将温度效应作为一种工况予以考虑等结论。

为了保持轨道的平顺性和稳定性，高速铁路要求路堤的工后沉降为0。红层属于C类填料，易崩解、软化，依据单轴压缩蠕变（粒径小于2 mm和压实度为95 %）试验结果，对红层填料的蠕变特性进行了分析，同时基于工程应用的目的，根据蠕变曲线对路堤的工后沉降进行了预测，论证了采用红层作为填料在一定的施工工艺下能满足路堤工后0沉降的要求。

针对连拱隧道的不同施工阶段，根据在围岩压力作用下隧道衬砌的内力分布情况，以串、并联体系为基础，确定了连拱隧道不同施工阶段的体系失效模式。充分考虑材料性能参数、几何尺寸、围岩弹性抗力系数及荷载等的随机性影响，采用蒙特卡罗-随机有限元法对隧道衬砌截面的可靠度进行了研究，进而采用区间估计的“宽界限法”对连拱隧道不同施工阶段结构体系的可靠度进行了计算。计算结果表明，连拱隧道施工阶段单洞完成后中墙部位的体系可靠指标最小，不能满足长期使用的承载能力要求，施工中应注意中墙的安全，并尽早形成对称连拱结构。

结合大量实测资料和已有的研究成果，分析了路堤荷载作用下水平向应变随深度的变化规律，得出了侧向变形沿深度呈“弓”型分布的变化规律；提出了符合该变化规律的预测模型及参数求解方法，模型中a、b和c等3个待定参数能简单地求出。工程实践表明，该预测模型不仅反映了侧向变形随深度的变化规律，且有一定的精度，能反映出最大侧向变形发生的位置，应用效果良好。

非法开采对矿山开采稳定性具有重要影响，以某铁矿为例，进行了二维物理相似模型试验研究，分析得出了在考虑和不考虑非法开采两种情况下的地表变形规律和矿体围岩移动规律。试验结果表明，从-270 m采至-550 m水平期间，地表沉降和围岩变形呈缓慢增加趋势，但当从-550 m水平继续向下开采时，由于矿体倾角变得平缓，地表沉降、深部围岩变形都急剧增加，非法开采会造成矿体上部岩体的应力重分布，虽没有明显增大地表的沉降范围，但增加了开采点附近的地表沉降量，而且大大增大了地表岩层的水平移动。

在软土地基上修筑路堤需要兼顾承载力和变形两方面的要求。针对山区沟谷软基的特点，采用了夯实水泥土桩与土工格栅联合加固的方法，是一种创新，选择合适的试验手段来研究该种型式的复合地基对于工程设计和施工具有重要意义。通过离心模型试验，模拟夯实水泥土桩联合土工格栅复合地基上路堤的填筑进程，水泥土桩采用石膏柱模拟，土工格栅采用预拉伸加筋格网模拟，试验得出了该种复合地基的工程特性。夯实水泥土桩具有较好的加固基础作用，格栅的主要作用是均衡上部荷载和减小差异沉降，采用夯实水泥土桩联合土工格栅的复合地基形式可以满足沟谷软基的沉降控制要求，其最终结论可以为设计和施工提供参考。

对碎石桩复合地基进行完全耦合的三维有效应力动力分析，探讨了碎石桩桩径、桩长和桩间距等设计参数对碎石桩复合地基抗液化性能的影响。结果表明，浅层范围内桩长对孔压比的影响较小，随深度的增大，桩长的影响有增大的趋势；在其他条件不变的情况下，随桩径的增大，桩间土中的超孔隙水压力降低，桩径对超孔压发展的影响沿深度方向不同，主要表现在中下部；当仅改变桩间距时，随桩间距的增大，桩间土中的超孔压升高，在工程设计时，桩径与桩间距的比值宜大于0.27，即桩间距的设计值不宜超过3.75D（D为碎石桩桩径）；随碎石桩本身渗透系数的增加，复合地基中不同深度处的超孔压都有所降低，并且随深度的增大，这种影响有增大的趋势。

根据强度与变形尺度效应的研究需要，试验研究了脆性岩石相似模拟材料的配比，提出了预置材料产生模拟节理的方法，解决了随机分布节理试件的制作问题。采用分形分布节理模拟材料试件，研究了脆性岩体轴向抗压强度与变形的尺度效应，获得的规律与实际岩体尺度效应规律一致，并发现岩体变形的尺度效应并非完全由节理闭合和剪切破坏引起，在节理剪切破坏之前，主要是由节理的剪切变形增大引起的。

作为一种数字图像测量方法，亚像素角点检测能够在数字图像中可以发现角点的亚像素精度的位置（简称亚像素角点检测方法）。在土工三轴试验中应用该方法使得试样的变形测量更加简便。通过使用高精度标定板，对该数字图像测量方法进行了精度分析，结果表明亚像素角点检测方法的轴向和径向测量的标准差都达到了0.02个像素，相对测量精度达到10-4数量级。在三轴压缩试验条件下，同时使用高精度位移传感器和该测量方法对小变形的干性试样进行了变形测量，证明亚像素角点检测方法对试样变形的测量结果是精确可靠的。

针对FLAC3D软件在复杂地质体模型构建及单元网格划分等前处理问题上存在的不直观、工作量大等不足，提出了一种新型的基于SURPAC软件的直观、快速的FLAC3D模型生成技术。在利用SURPAC软件构建地质体块体模型的基础上，将模型以数据文件的形式输出，然后对输出的数据文件运用ACCESS数据库进行处理，形成FLAC3D命令流，再将命令流调入FLAC3D软件中执行，从而实现了FLAC3D的直观、快速建模。该建模方法在广西大厂铜坑矿的空区稳定性分析建模中得到了实际应用，结果表明该方法是完全可行的和有效的。

介绍了用于刻画岩心孔隙空间特征的两点概率函数、线性路径函数，提出了建立数字岩心的新方法——基于择多算子的随机搜索法，系统阐述了该方法的建模理论及基于择多算子的孔隙点、骨架点的随机搜索策略，指出搜索孔隙点、骨架点的择多算子的适宜取值区间分别为[9，12]和[4，7]。研究表明，该法进行数字岩心建模不仅可行而且效果良好。它不受岩性地限制；所建数字岩心的孔隙形态及空间分布特征与真实岩心孔隙相似；尽管岩心含有一定数量的孤立孔隙和岩石颗粒，但其规模很小；岩心具有良好的孔隙连通性、各向同性和渗透性，故可用来研究多孔介质中流体的分布和渗流等问题；由于该法建立的数字岩心的连通性随孔隙度的减小而变差，故该法更适于建立大孔隙度岩心。

将遗传算法引入到三维边坡稳定分析中。由于三维边坡滑裂面的复杂性，需对滑裂面作适当简化。认为滑裂面为椭球面，用7个控制参数来模拟生成滑裂面，再运用遗传算法来搜索滑坡的最不利的滑裂面。对于存在确定滑裂面的滑坡，7以将此滑裂面作为整体滑裂面，计算其整体稳定安全系数，然后在整体稳定的基础上，运用遗传算法搜索滑坡内部的最不利滑裂面，得出滑坡最小的稳定安全系数。

边坡治理是边坡工程研究的核心问题，其治理方案的选择直接关系到边坡治理的成功与否。边坡的治理需要很丰富的经验和知识，但知识的获取一直是边坡治理决策的瓶颈问题。长期以来，边坡治理工程实践已积累了大量的工程案例，这些案例中蕴涵了大量的经验和知识，急需挖掘与开发，并应用于边坡治理决策中，进而指导边坡治理工程实践。为此，针对边坡治理决策中的边坡治理方案选择问题，提出了一种基于案例的边坡治理方案选择系统，用以对边坡治理方案选择提供有效的决策支持。该研究具有较好的工程应用价值。

针对滑坡地质研究的自身特点，提出了面向滑坡地质体三维建模的NURBS-BRep混合数据结构和地质结构单元实体构造技术。通过对滑坡基础地质数据的预处理、滑坡数字地形和滑动面的三维建模、地质结构面的系统构造、地质结构体的生成和显示，形成了一套完整的滑坡三维地质模型的构建方法。将该方法应用于某水库滑坡，建立了相应的三维滑坡地质模型，并基于此模型进行了三维剖切分析、数字钻孔、等值线生成、滑块自动剖分、滑坡失稳可视化动态模拟和滑坡体方量精确计算等一系列实用的可视化分析，为滑坡稳定性的准确计算和客观评价提供了有力的支持。

针对金川二矿区深部高应力采场巷道支护面临的困难，采用以预应力锚索为主要支护手段的综合控制技术，并在 1 178 m分段巷道进行了现场试验研究。首先，基于工程经验，确定了长锚索支护的初步设计参数；然后，采用了数值分析方法，进行了正交数值试验和支护参数的优化设计，由此表明，对于Ⅲ类偏上的围岩（RMR = 40）和受中等采动影响（? = 1.20），预应力锚索长度应为6.5 m；对于受剧烈采动影响的1 178 m分段巷道，采用6.5 m长锚索支护，其稳定安全系数达到1.28，故5.5～6.5 m长的锚索可满足分段道的稳定要求。

乌鞘岭隧道是我国迄今为止已建成最长的单线铁路隧道，隧道总长约为20.05 km，而F7断层是乌鞘岭隧道中最长、地质条件最为复杂的活动断层，对隧道施工十分不利。根据F7断层特点及施工中遇到的问题，在乌鞘岭隧道岭脊地段F7断层区段，对洞室开挖后的围岩及支护衬砌结构进行各项应力监测和收敛变形监测，分析了围岩、衬砌系统受力及变形变化趋势，从而探究围岩挤压大变形的机制，掌握围岩应力释放与围岩压力的作用规律；并根据现场监测结果，提出对隧道穿越F7断层区段的断面采用动态优化设计方案及改进的施工措施，避免隧道出现大变形，从而保证隧道穿越F7断层区段安全、快速的进行。

采用正交设计、三维数值模拟、遗传算法与支持向量机，建立了清江水布垭电站地下厂房的智能反分析流程。按照上述流程，利用前6层开挖的现场监测信息对有关岩层的力学参数进行反分析，根据反分析的参数对后续的机窝施工进行数值模拟计算和方案优化。推荐的机窝施工方案采用槽挖方式，同时应用锚桩、软岩置换、锚喷支护等措施，兼顾了高边墙和机窝岩台的稳定性。优化结果对厂房施工具有重要的指导作用。

湿法喷射混凝土可有效地改善隧道内作业环境、反弹量小、喷射质量高，是隧道支护结构施工值得推广的工艺。首次在宝鸡－兰州铁路复线东巨寺沟铁路隧道选取试验段，实施湿喷工艺喷射聚丙烯纤维混凝土，作为支护结构兼作永久性支护，免除二次衬砌工作，并进行水平位移收敛监测。采用非线性最小二乘法对该隧道水平收敛曲线进行回归分析，同时采用隧道稳定性模糊概率分析理论对不同断面位置处的隧道围岩稳定性进行判别分析。分析结果表明，采用湿喷纤维混凝土支护的隧道围岩处于稳定状态，可靠度指标高。

北京地铁10号线国贸站需穿过现有的国贸立交桥梁群桩基础，为研究该区域土体的流变性质对隧道-土层-桥梁基础及上部结构长期变形的影响，在室内进行了隧道周围土体的三轴排水蠕变试验，并给出了适合描述该土体蠕变性质的Mesri模型的参数。研究表明，隧道周围土体存在一定的蠕变特征，但稳定蠕变速率不大，偏应力较小时，Mesri模型的计算结果与试验结果吻合较好，而偏应力较大时与试验结果稍有差别，但该模型总体上能够较好地描述这一地区土体的蠕变变形特征。

运用MSC.Marc三维有限元分析软件，模拟了隧道分区分层动态施工和运营期行车荷载对紧邻高架桥的影响，重点分析了扩大基础基底反力增量、基底中心沉降、扩大基础倾斜和基坑侧向位移的发展规律。数值研究结果表明，（1）隧道底面开挖标高高于扩大基础基底标高，导致隧道施工过程扩大基础基底卸载反弹；（2）作用在6号墩扩大基础上方一侧的规划道路行车荷载，导致该扩大基础倾斜，基底中心加载沉降；（3）隧道建设诱发扩大基础最大总倾斜为0.6 ‰；（4）隧道运营期行车荷载导致基底中心最大沉降为3.7 mm。分析该隧道工程地下水渗流模拟结果认为，该隧道建设不会危及该紧邻高架桥的安全。

基于三维有限元，对采用“逆作法”施工的地下连续墙深基坑进行了设计方案研究，按变形控制提出了设计方法，并以天津某基坑为例进行了计算。首先，对结构进行了竖向荷载作用下的结构设计计算，然后，在结构计算的基础上提出了3种基坑施工方案，分别建立了三维有限元模型。对各方案的不同工况进行计算模拟，获得了各方案在不同工况下的连续墙和楼板的应力应变结果，找出了施工的控制工况和受力的薄弱部位。最后，结合实际情况分析了各方案的优点和不足之处，对方案进行了优选，可为最终设计方案的确定提供参考。

运用D’Alembert原理和能量弱变分，建立了板式轨道-软岩路基系统半空间垂向耦合的动力计算模型，研究了高速铁路板式轨道-软岩路基系统的动态响应特征，获得了基床面上和软岩路堤面上各种动态响应值，将其作为确定基床厚度和基床表层厚度的前提依据，以指导无碴轨道路基结构的设计与施工。通过室内试验，对软岩及软岩填料的一般路用性能进行了研究，用其来判断软岩能否作为高速铁路无碴轨道基床以下部分填料的必要条件。

通过合－宁快速客运专线膨胀土地段的现场动力试验，分析了高路堤和低路堤在模拟列车动荷载作用下的工程特性。测试结果表明，低路堤段动应力衰减系数在路基面以下相对应处与高路堤的衰减系数基本相同；低路堤和高路堤的弹性变形最大值分别为0.39 mm和0.48 mm，在允许范围之内；高路堤与低路堤的塑性变形最大值分别为0.7 mm和1.5 mm；高路堤在干态情况下动刚度系数约317 MPa，暴雨后下降到220 MPa/m；低路堤路基综合动刚度最后均为356 MN/m。改良土厚度不同造成路基的综合动刚度不同。

以某深水港区地基工后短期沉降监测结果为基础，结合分层总和法及太沙基一维固结理论对土层固结系数进行了反演分析，并将反演得到的固结系数计算出的工后短期沉降与工后实测短期沉降进行了对比分析，分析结果表明反演得到的固结系数是可靠的。进一步将该固结系数代入太沙基一维固结方程，对工后可能发生的长期沉降进行了预测。与传统的长期沉降预测方法相比，由反演分析得到的固结系数进而对长期沉降进行预测的方法，更能反映实际土体的固结沉降机制，其结果也更加真实可靠。

在总结地铁盾构施工的控制原则以及盾构通过临近群桩的动态预测方法的基础上，结合武汉地铁的设计，采用数值模拟方法对地铁盾构穿越汉口火车站区时地面及建筑物桩群进行模拟，分析了盾构穿越一般底层和穿越群桩基础两种不同的情况的位移情况，从而对盾构隧道对城市地面以及建筑物的影响做出评价，提供了盾构穿越建筑物施工安全控制的建议。

将分形理论应用于建筑物地基沉降曲线分析，计算两建筑物地基各测点累计沉降曲线的盒维数。分析了测点维数变化情况与最终沉降量变化情况之间的相互关系，并得到建筑物地基的沉降曲线分形特性。测点维数的大小反映了建筑物地基沉降过程复杂度，测点维数变化与沉降量变化为对应关系，反映出地基沉降的不均匀性，分形特性分析方法从一个新的角度分析建筑物地基沉降，从曲线中也挖掘更多隐含信息。

收集和整理了近年来三峡库区地质灾害防治工程中近400处滑坡的勘察资料，采用地质分析和工程地质类比法，指出三峡库区内存在5类易滑地层。运用K-S有限比较法，对3 308组抗剪强度参数试验数据分类进行了拟合优度检验，发现5类易滑地层中滑坡滑带土的c、? 值一般均能接受正态和对数正态分布，但c值与? 值相比，最优分布服从对数正态分布者更多，而服从正态分布者更少。针对区内滑带土普遍含有碎石的显著特点，对? 值与碎石含量的相关关系进行了线性回归分析发现滑带土? 值与含石量呈现良好的正相关关系。

在现场调查分析的基础上，提出了溪洛渡水电站某危岩体的两种可能失稳模式（剪切坠落或拉裂倾倒失稳），进而建立了相应的稳定性计算极限平衡力学模型，而且对危岩体的变形和破坏特征进行了数值模拟分析，分析结果表明，危岩体抗拉裂倾倒稳定性较差，剪切坠落失稳的稳定性系数较高。在稳定性分析的基础上，计算出危岩体倾倒失稳时，安全系数为1.5时的锚固力，进而提出了危岩体加固方案：充填凹岩腔+填充裂隙+预应力锚索＋锚杆联合加固，数值模拟表明此加固方案效果良好。

通过采用岩样干燥、自然和饱和状态下的物理力学性能试验，对丹江口水库库区代表性岩样的软化性能进行了研究，以此探讨岩石软化作用，为丹江口水库续建工程诱发地震机理研究提供基础数据。结果表明，随着试件含水率的增加，岩石单轴抗压强度、弹性模量和泊松比均下降，岩石的软化系数与孔隙比有直接关系。