基于有效应力动力分析法，在Byrne有效应力弹塑性模型的基础上，提出了一个能够考虑主应力轴旋转、饱和砂土含有少量气体、饱和砂土液化后的应变软化和应力重分布特性的弹塑性模型。将该模型编制成分析模块，并与通用岩土分析软件FLAC接口，进而对饱和砂土分别在单点、两点（微差）和多点（微差）爆炸地震波荷载作用下进行数值模拟分析，分别考虑了水平、微倾以及斜坡场地等3种工况，并且对爆炸地震波荷载与天然地震波荷载作用下饱和砂土的动力特性进行了对比研究。数值模拟结果表明，该模型能够很好地表现饱和砂土的爆炸液化气特性；不同动载和不同场地条件下，饱和砂土表现的动力特性以及液化行为也不尽相同。

基于土的动应力-应变关系——Davidenkov骨架曲线，采用破坏剪应变幅上限值作为分界点，对Davidenkov骨架曲线进行了修正，即当剪应力值大于破坏剪应力值时，土体产生破坏，土体的动剪切模量采用破坏后的动剪切模量；参考Mashing法则，构造了修正后的Davidenkov骨架曲线土体加卸载对应的应力-应变滞回圈曲线。基于ABAQUS软件的操作平台，开发了土体动弹塑性本构模型的子程序。选择南京某个典型软弱场地为研究对象，首先输入余弦加速度时程曲线，然后选取一条强震加速度记录作为基岩输入地震动，对不同峰值加速度水平下该场地的地震反应进行了二维有限元非线性分析，计算结果验证了所建模型的准确性和可用性。

采用共振柱试验方法，研究了固结比对砂土最大动剪切模量以及对动剪切模量比与剪应变非线性关系的影响。通过土层地震反应计算，初步给出了这种影响对地表反应谱作用的估计。对福建标准砂和哈尔滨砂进行了系统试验，提出了计算不同固结比砂土最大动剪切模量的建议公式，公式显示固结比kc>1、最大动剪切模量较kc=1时的增长程度明显比Hardin公式要大。同时，给出了固结比对动剪切模量比与剪应变非线性关系及其对地表反应谱的影响。结果表明，固结比对砂土动剪切模量比与剪应变非线性关系有一定影响。随着固结比增加，模量比非线性关系曲线有一定提高，在强地震动作用下的土层反应分析中应考虑实际固结比的影响。

对截齿截割煤体变形破坏过程的红外热像进行测量和分析，从而研究截齿截割作用下煤体变形破坏规律。改变截齿类型、截割速度、截深、测量方位等测量煤体红外热像，发现扁齿截割时在垂直截割方向与扁齿凸脊相应处出现条状高温区；锥齿截割时在齿尖附近出现点状高温区；截割速度越快，热效应越明显。截齿截割煤体过程中，温度场中最高温度值与截深及煤体力学性质有关。截深越深，温度场中最高温度越高；煤体的抗拉强度、抗压强度、黏结力、内摩擦角越大，高温区的最高温度越高。

多年冻土隧道工程首先遇到的问题是如何解决开挖与衬砌的矛盾，因为开挖作业与衬砌施工所需的温度场不同，隧道开挖需要较低的温度场以利于无支护毛洞的稳定，而衬砌施工需要较高的温度场以利于混凝土强度的增长。通过数值模拟分析，提出多年冻土隧道施工温度场的控制参数，并将多年冻土隧道的开挖施工划分为4个阶段：安全施工阶段、相对安全阶段、安全预警阶段和安全隐患阶段。根据这4个阶段的特征，提出各个阶段应采取的相应工程措施，尽可能降低施工风险。通过全方位监测隧道洞内温度场的变化，指导开挖和衬砌的施工。

通过大量的室内试验，研究了磷石膏的烘烤温度与含水率的关系、烘烤时间与含水率关系、溶解度与温度关系。按土工试验规范进行试验，测得磷石膏的含水率随着烘烤温度的升高而增加，也随着烘烤时间的增长而增加，但是含水率应该是一个恒定的指标，所以磷石膏的含水率的测定不能按照现行规范进行，必须加以改进。建议在55～60℃条件下烘烤36 h或更长时间来测定磷石膏的含水率。从试验还可以得知磷石膏有一定的溶解度，且其溶解度随着温度的升高而降低。也正是由于磷石膏的溶解特性，所以在进行渗透试验和三轴剪切试验时要使用室温条件下的饱和磷石膏溶液替代水，从渗透试验结果来看，磷石膏坝渗透特性不同于一般的尾矿坝，其垂直渗透系数要大于水平渗透系数。从磷石膏的固结不排水三轴剪切试验可知，磷石膏是一种有明显的剪胀性的材料，在剪切条件下其破坏发生在孔隙水压力为负的情况下，且其破坏时的应变受围压的影响不明显。利用磷石膏的剪切破坏发生在负孔压的这一特性，理论上可以通过坝体内孔压变化的监测来预测磷石膏坝的安全性。

采用考虑起始水力梯度的非Darcy渗流方程，修正了Terzaghi饱和黏土一维固结理论，给出了相应的有限差分格式，并据此探讨了起始水力梯度对渗流前锋、孔隙水压力和土层固结度的影响。计算结果表明，如果起始水力梯度大于0，离排水面较远土层的渗流就存在滞后现象，这样土层的固结要慢于Terzaghi固结理论。此时土层的最终平均固结度小于1，这可归结为土层中存在一定的残余孔隙水压力无法完全消散的缘故。

通过数值分析和模型试验研究，揭示了竖向可缩性井壁附加力分布规律。研究表明，可缩性井壁可有效衰减附加力和井壁截面轴向应力；与单一可缩接头相比，设置两个可缩接头衰减附加力更为有效；提出的可缩接头设置优化原则，对科学、合理地设计竖向可缩性井壁具有重要的指导意义。

根据相似理论建立地质力学模型，介绍了模型试验的设计和过程。通过4组对比试验，研究了原型边坡的变形破坏机制以及改变边坡岩体的岩层倾角对边坡稳定性的影响。试验结果表明，顺层边坡的主要变形方式均为滑动变形，破坏模式为滑移-拉裂破坏，滑动过程为分级滑动，越往后拉裂面倾角越小。边坡的变形破坏首先发生在临空面靠近地表部位。层面强度越大，边坡越稳定；岩层倾角越小，边坡越稳定。

采用有代表性配比的人工配料垃圾土试样对瞬时模量变化规律进行了试验研究，结果表明：垃圾土有机质含量、初始含水率、初始孔隙比及降解程度的变化对瞬时模量都有影响，并得到了各影响因素下的变化规律。结合垃圾土自身特性对各因素影响机制及结果进行了分析，这些结论对未来的填埋场变形研究及工程设计是非常有意义的。

心墙的水力劈裂问题是土质心墙坝建设中亟需解决但尚未很好解决的重要岩土工程问题。从心墙受力变形方面探讨了水力劈裂发生、发展的机制。研究认为：水库蓄水初期是水力劈裂的危险期；完全均质的心墙内不会发生水力劈裂；“裂缝或局部的缺陷”及“迅速蓄水的初期”是土石坝心墙发生水力劈裂的两个重要条件，水力劈裂发生的根本原因是局部高水力梯度的存在。最后，对上述机制进行了简单的试验验证。为进一步研究水力劈裂发生的判定、水力劈裂计算模拟指出了研究方向与思路。

通过对板岩、千枚岩、糜棱岩和变质砂岩等4种岩石在平行和垂直层理、板理的3个正交方向上的纵、横波波速试验，提出了致密岩石纵波波速的各向异性与横波波速的各向异性普遍存在着一致性和差异性两种特征。一致性特征主要表现为致密岩石的横波各向异性随纵波各向异性的增强而增强；差异性特征主要表现为在平行和垂直层理、板理的两个方向上，纵波波速的各向异性指数大于横波，亦即纵波波速的各向异性比横波更为显著。从横观各向同性弹性介质的波速方程出发，通过具体的算例对这两种特征进行了较好的理论分析。

介绍了数理统计中常用的判别分析方法——Fisher判别分析法，结合合（肥）－六（安）－叶（集）高速公路工程，利用SPSS软件对沿线采集土样进行了Fisher判别分析，得出了适合该地区膨胀土判别与分类的判别方程。分析表明： (1)利用Fisher判别分析法仅需几项基本物理性质指标，参数的试验操作大众化、规范化，试验条件明确、设备简单、周期短。在统计意义的基础上可以对膨胀土正确分类；(2)判别函数中，塑性指数的系数最大，说明判别函数对塑性指数值敏感，塑性指数能较好反映土的膨胀潜势；(3)利用SPSS软件进行判别分析，简易方便，分类效率高，对膨胀潜势的划分结果统计意义明显，能够为膨胀土的分类提供依据。对该判别方程进行了检验，发现其适用性好，判别分析方法在膨胀土判别与分类中有较好的应用前景。

通过分析鸡鸣寺滑坡等典型滑坡变形监测数据，总结了典型滑坡的变形破坏规律，作为边坡破坏的判别标准，并应用到基于强度折减和重度增加法的边坡稳定分析中。通过典型算例分析，建议以变形变化趋势为边坡破坏判别标准，并研究了强度折减法和重度增加法分析边坡稳定的可行性；较全面地分析了影响计算精度的各种因素。结果表明，采用的边坡破坏判别标准概念清晰、物理意义明确，界定清晰。相比较而言，强度折减法的可靠性和稳定性相对较好，适用范围较广。

以某高速公路软基处理断面实测沉降资料为基础，分别对应用较为广泛的7种后期沉降推算方法的精度及误差进行了比较分析。针对每一种推算方法，研究了计算时间起点和时间跨度对推算精度的影响，并探讨了各种方法的优缺点及适用性。研究表明，常用的双曲线法和指数曲线法的推算精度与推算的时间起点关系较大，建议以恒载期3～5个月后为时间起点，取较长时间的沉降资料进行推算，可有效提高推算精度；三点法、沉降速率法和新野法的推算精度较高，且与计算时间起点和时间跨度的关系不大，但都需要对原始观测数据进行特殊处理，计算较为复杂；Asaoka法的推算结果与实测值最为接近，其缺点在于无法对停止加载后某阶段的沉降进行推求。

石灰改性土在公路工程建设中得到广泛应用，研究者也积累了较多经验，但施工控制参数中石灰土的含水率确定方法还值得商榷。就公路工程中石灰改性膨胀土的施工最佳含水率确定方法进行了探讨，提出了与目前公路部门相关试验规程和技术规范中确定石灰稳定土最佳含水率不同方法，认为石灰改性膨胀土的施工最佳含水率应以由击实试验确定的最佳含水率大3 %左右为宜。

提出了一种基于数字照相量测和图像相关性分析技术的土体剪切带识别方法。首先，在模型试验中，用数码相机采集土体全程变形图像序列；接着，在图像全局观测范围内粗略搜索到剪切带发生的大致区域；然后，布置跨越剪切区域的多对测点线，进行局部范围精密搜索，识别出剪切带的准确位置与形状, 并确定剪切带的边界点。与在模型上描画网格线等传统方法相比，该法操作简单，量测准确，适用于模型试验中岩土材料的剪切带识别及其厚度、倾角、带内变形和演变过程等特性的试验研究；最后，给出了一个大型砂土剪切试验中的应用实例。结果表明，基于图像相关分析的识别土体剪切带的方法是可行而有效的。

利用Mohr-Coulomb、Hoek-Brown以及Duncan-Chang理论分别分析了块状和碎块状岩体锚固后的物理效应，通过分析认为，岩体锚固后可以有效地提高岩体的凝聚力和软弱结构面的抗剪强度，增强岩体的弹性模量，改善岩体的力学性质。通过对拉拔试验测试结果分析，在一定的假设条件下，推导了锚杆与注浆体或岩体耦合情况下的解析本构方程，并对其进行了参数分析，认为提高拉拔力、增大锚杆直径和锚固段长度可以有效地改善其锚固效果，并提出了锚固临界值的概念。在前人工作的基础上，利用提出的耦合解析本构模型建立了非耦合状态下锚杆的解析本构模型，通过计算认为，该解析模型是合理的。

从加筋土体中筋材的作用相当于等效围压的概念出发，提出了一般加筋土体广义等效围压的概念。基于加筋前后土体达到相同强度的围压差，建立起包含传统等效围压的广义等效围压计算式；根据加筋土体仍然服从于莫尔-库仑强度理论，引入两个加筋指数?，? 来反映筋材对土体抗剪强度的影响，建立起包含传统极限平衡关系的加筋土体极限平衡条件；并讨论了不同排水条件和筋材性质对加筋指数的影响。红土加柔性筋材试验结果表明，不同排水条件下，? 基本接近于1；? 随排水条件而变化，完全排水条件下的? 大于1，完全不排水条件下的? 小于1。固结不排水条件下的? 有时大于1，有时小于1，可能与加筋层数和筋材性质有关；加筋红土在完全排水条件下的广义等效围压为正，在完全不排水条件和固结不排水条件加筋层数较少时的广义等效围压为负；? 和广义等效围压都随加筋层数的增加而增大。

桩基的极限承载力通常是根据失效准则来确定的。由于各国采用的失效准则不同，得到的极限承载力也不同，从而获得的可靠指标也不同。因此，有必要分析和比较不同失效准则对桩基可靠性的影响，以及根据桩基技术规范采用的S-lgt失效准则确定可靠指标的状况。为此，以S-lgt失效准则为基准，引进了失效准则的偏差系数的概念，根据一组实测钻孔桩数据对另外6种失效准则的偏差系数进行了评估，进而进行了可靠度分析。结果表明，不同失效准则具有不同的偏差系数，桩基可靠度明显地受失效准则的影响。根据S-lgt失效准则确定的可靠度在7种失效准则中是偏大的，不同失效准则确定的相同名义可靠指标的桩基的实际可靠性是不一样的。

基于各向同性弹塑性损伤和Prevost模型的基本理论，把弹塑性等向硬化、运动硬化和各向同性损伤结合起来，推导了循环荷载作用下不排水饱和软黏土的弹塑性动力损伤本构模型。由循环累积塑性偏应变建立损伤演化方程，以描述循环加载对软黏土结构的破坏作用，并通过对循环三轴试验的模拟验证了模型的有效性。结果表明，提出的模型能较好地描述饱和软黏土在循环荷载作用下的变形、孔压变化及模量损伤过程。

关于岩体稳定评判准则至今尚未达到成熟的阶段，从稳定的定义至量化的标准等一系列基本问题尚未形成明确的体系。目前主要利用塑性区或位移扰动区来判断围岩的稳定范围。根据弹性理论，借助工程中安全系数的概念，利用Mohr-Coulomb和Drucker-Prager强度准则，建立基于单元的安全系数法，通过FLAC3D中的FISH语言实现了其求解过程。通过求解围岩稳定的安全系数，建立了评价围岩稳定的量化指标，给出了围岩稳定的安全范围，为锚固支护提供合理的支护参数。

姚仰平等提出的广义非线性强度理论，将各种摩擦材料的非线性强度理论统一起来，使统一后的非线性强度理论能够合理地反映各类摩擦材料的强度特性。在广义非线性强度理论体系中，形状参数?是影响在?平面上破坏曲线形状的重要因素之一，因此，需要对形状参数进行如下研究：（1）将广义非线性理论应用于各类砂土中，根据其在?平面上破坏曲线特性，在判断该破坏曲线凹凸的基础上，得到砂土形状参数?临界值与破坏应力比参数Mf之间的关系；（2）通过对几个经典砂土真三轴试验结果的整理，验证广义非线性强度理论对砂土破坏特性的预测能力，并在此基础上建立该理论中形状参数?和破坏应力比参数Mf的线性关系。因此，在实际应用时，仅通过三轴压缩试验即可得到三维应力条件下的强度包线。

针对国内水泥土搅拌桩应用中存在的技术问题，介绍了自行研制的双向水泥土搅拌桩及其施工工艺；通过工程实例和试验数据分析，对双向水泥土搅拌桩与常规水泥土搅拌桩在现场施工工艺、标准贯入试验、桩身芯样无侧限抗压强度和电阻率试验以及经济、社会效益等方面进行了对比分析。研究表明，双向水泥土搅拌桩具有优越的工程特性及较大的社会经济效益。

利用小波变换多分辨率分析的Mallat二进小波快速算法，引入Db5小波对桩身具有裂缝、断桩及浅部缺陷的基桩桩顶瞬态响应曲线进行多尺度小波变换。从小波变换结果的高尺度部分可以明显地发现缺陷反射波和桩底反射波，进而精确地确定缺陷位置，为补救措施的制定提供依据。

随着地下空间开发不断向深部发展，出现了用连续介质理论无法解释的现象。以普氏理论为突破口，通过实例分析，从定量的角度出发，找出了普氏压力计算存在的不足，而采用强度理论得出的结果符合实际的物理力学理论。同时也指出，在连续介质理论框架内该强度理论也有其不足，主要在于没有考虑“隐形”区域，暗示为了更精确地描述岩石压力，必须采用新途径。

岩体力学参数对地下洞室的施工和设计是极其重要的，通过位移反分析确定岩体参数的应用研究很多。为了提高参数反演的效率，采用均匀设计理论设计不同的反演参数组合，用有限元计算组建的样本集训练神经网络，根据洞室开挖过程中实测位移反演地下洞室岩体力学参数。基于面向对象、自适应、可视化三大关键技术，开发了地下洞室岩体力学参数反演有限元软件系统BAFES。该软件可实现地下洞室力学参数反演分析、开挖预报过程的可视化，将地下洞室岩体力学参数反演模式由“数据－有限元分析－数据”转变为“图形－有限元分析－图形”，结合现场监控技术和工程稳定分析，能及时地指导工程设计和施工。以某水电站地下厂房洞室群岩体力学参数反演为例，说明了该软件的实用性。

研究了弹塑性固结问题的解耦方法。首先，在数值建模方法下得出土的弹塑性本构关系，推导了两类问题下的应力-应变关系统一矩阵式，并将数值建模方法与Biot固结理论相结合，建立了基于此本构关系的固结问题控制方程的增量形式。考虑应力路径的影响，讨论了此类液-固耦合问题的解耦条件，导出了在该条件下的扩散方程和非耦合控制方程，并编制有限元程序计算了两个典型算例，通过对比分析表明，该方法简单合理，能考虑剪胀性对固结规律的影响。

在应力跌落模型基础上引进软化阈值，建立弹塑脆性模型，模拟岩土材料的脆性软化特性，采用双剪统一强度理论和不相关联流动法则，考虑软化区的大应变，对柱形孔扩张问题进行求解，得出了扩张率-扩张压力的解析表达式。算例分析表明，软化阈值对扩张变形和塑性区范围影响显著，软化阈值越小，扩张变形和塑性区范围越大，且软化区占整个塑性区的比重越大；是否考虑中间主应力对屈服的影响，对解答也有明显的影响。

通过对形成于1964年～1976年位于黄河口潮坪区粉土层样品电阻率、井中电阻率和电阻率剖面的测试，分析了土的含水率、孔隙比、饱和度、孔隙水的电阻率、颗粒成分等因素对其导电性的影响。分析结果表明：影响该地区饱和粉土导电性的主要因素为土的孔隙率。随着孔隙率的增大，其含水率升高，电阻率降低，土的电阻率和相应孔隙率的关系可用拟合公式表达。基于此，利用电阻率法成功实现了不同深度粉土沉积层微结构的变化、波浪作用导致密实度不同的粉土层空间分布状况的原位测试。

岩土力学参数的概率分布类型直接影响岩土工程可靠性分析的计算结果和精度。在现场有限个小样本和多个先验分布的条件下，探讨如何综合利用已有的经验资料确定岩土参数的概率分布，提出了多源信息融合方法。通过分析各先验分布和现场试验信息的差异程度，确定各先验分布的权重，进而进行整体融合，实现统计意义上概率分布类型的优化。

采用一种能模拟高围压条件的堆石料幂函数流变本构模型，探讨狭窄河谷条件下堆石体流变变形的发展规律及相应的控制流变变形的工程措施。数值仿真结果表明，在狭窄河谷中的堆石体存在着拱效应。由于拱效应的影响，如果不考虑堆石体流变导致拱效应减弱而增加的附加变形，数值仿真计算得到的大坝变形将小于其真实的变形。受拱效应影响，堆石体初期变形的速率受到抑制，但随着坝体的升高、蓄水后水压力的加大以及堆石体随时间发展等流变变形因素的影响，堆石体中的拱效应逐渐减弱。要减小面板浇筑后由于其下卧的堆石体流变产生的附加变形，可以尽量利用面板过水及堆石体挡水，以加快堆石体流变变形的完成。采取措施，避免大的陡坡突变以及面板浇筑时间滞后其下卧堆石体断面几个月。

目前对城市隧道开挖所引起的地表以下地层的位移规律的认识还很不充分，长期以来只有定性地认识。英国学者Mair等人（1993年）根据在黏土中的有限实测资料，基于预测地表位移的Peck公式，考虑了沉降槽宽度随深度变化，从而提出了地表以下的位移计算公式。他们的研究成果被广泛引用，但是由于其仅适用于黏性土，且假定地表处沉降槽宽度参数为0.5，因此在应用上受到很大的限制。在Mair公式的基础上，着重讨论了沉降槽宽度参数随地层深度的变化趋势，并提出了修正计算公式，不仅可以考虑地表沉降槽宽度参数与0.5相差较大的情况，还适用于砂类土地层，因此比Mair公式具有更广泛的适用性。

针对甘肃省及临近地区干旱、半干旱黄土地区工程地质、水文地质特点，实地调查该地区已建隧道渗漏水情况，分析该地区隧道渗漏水成因。以天巉二级汽车专用公路9座隧道为依托，应用工程类比法提出适合该地区的涌水类型划分方法，涌水类型划分为滴渗、淋淌、股水和突水4种，并分析了影响隧道防排水结构设计的因素和防排水设计原则。在此基础上，提出了防排水设计的4种合理结构型式及其适用条件。研究结果为天巉公路、巉柳公路防排水设计与施工提供了有效指导。

对前人工作进行总结，将3个已有的经验公式合并成一个通用经验公式，该公式可以计算由土体损失引起的土体中任一点沉降。假定土体不排水，利用弹性力学的Mindlin解推导了顶管正面附加推力、掘进机和后续管道与土体之间的摩擦力引起的土体垂直变形计算公式。结合土体损失引起的土体变形计算公式，得到顶管施工引起的总的土体垂直变形计算公式，该方法适用于施工阶段。算例分析表明，正面附加推力引起开挖面前方地面隆起，后方地面沉降，以开挖面正上方为轴线呈反对称分布，在正常施工时产生的地面变形较小；掘进机和后续管道与土体之间的摩擦力引起的地面变形分布规律与正面附加推力相似，轴线分别位于掘进机中间部位和后续管道中间部位的正上方。

随着我国经济的持续发展，环境污染不断加剧，城市土地被污染亦屡见不鲜。因此，研究污染土的污染机制、勘察评价和处理措施，对保护环境有重要意义。对污染土的物理力学性质、污染机制、试验测试技术、风险评价的研究现状进行了总结，并提出今后的研究方向。

运用材料真实破坏过程分析系统RFPA2D，对含多孔的脆性材料进行单轴加载情况下的破坏机制以及孔洞的尺寸效应研究。其中的数值模型具有同样的尺寸（高 宽= 65 mm 100 mm）、同样的孔洞分布类型、同样的孔隙率（20 %）、不同的孔洞直径。数值计算的结果显示，各种孔径的模型具有近似的抗压强度，并且可以观察到没有裂纹局部化的拉破坏模式。结果表明，含孔脆性材料的近似脆性行为并没有引起材料的尺寸效应。

用环刀取样，在不同约束压力下进行膨胀力和膨胀率试验，发现约束压力对膨胀土膨胀性有很大的影响，且压力越大，膨胀性越小。在此基础上，还设计了膨胀土的3种不同约束状态下的试验：（1）土样周围与上下端都有约束；（2）土样周围与下端约束而上端自由；（3）土样周围约束而两端自由。试验结果表明，不同的约束状态对膨胀土的含水率、密度、孔隙比和抗剪强度等物理力学性质指标有显著影响，且两端无约束的膨胀土吸水膨胀后，含水率接近其液限，膨胀土最容易沿无约束面发生膨胀变形。试验结果对膨胀土的治理具有重要的指导意义。