在参与高放射性核废料地质处置库的缓冲层饱和过程的诸多因素中，初始的水头、渗透系数和饱和度最为关键。作者使用THM耦合问题的二维有限元方法分析了以上三个因素对缓冲层饱和过程的影响。由计算结果可知，初始的水头、渗透系数和饱和度的数值越大，缓冲材料达到饱和的时间越快，反之亦然。

土工格栅加筋挡土墙在岩土加固工程中得到了广泛应用。采用粘弹塑性流变模型考虑地基和填土的流变性，采用作者所建议的经验型粘弹性本构模型考虑土工格栅的蠕变性，对于土工格栅加筋挡土墙发展了非线性有限元数值分析方法，通过变动参数的对比计算与分析探讨了逐层填筑过程、加筋长度及间距布置方式等因素对土工格栅加筋挡土墙长期变形与应力特性的影响。计算与分析表明：填筑过程对面板侧向变形、格栅拉力与应变及地基中水平位移与竖向沉降具有较大的影响；加筋使墙后填土应力重新分布；面板位移、格栅拉力及应变在经历一段时间后趋于稳定状态。

采用白光数字散斑相关测定方法，在压力机上，在截割模拟实验台上分别对煤试件进行刀齿、镐齿的截割实验，研究被截割煤体的变形破坏过程。研究表明：截齿截割煤体过程中，煤体出现稳定的变形局部化带，且最终发展为宏观裂纹；煤体变形局部化带为一个倾斜带；刀齿截割时，变形局部化发展较慢，但产生变形局部化后，局部化带宽且带内应变值较高；而镐齿截割时，变形局部化发展较快，但产生局部化后，局部化带窄且带内应变值不如刀齿高。截齿截割作用下的煤体变形破坏主要是剪破坏。

盐穴储气库作为油气储气库的主要类型之一，已经在发达国家普遍采用。随着“西气东输”工程的进行以及天然气工业的不断发展，我国将会有更多的盐穴地下储气库建成并投入运行，因此怎样科学合理地分析盐穴储气库的稳定性已显得越来越重要。利用国际上著名的有限差分软件FLAC3D，对金坛盐矿某区老腔1号井、2号井建库完成后的腔体稳定性以及腔体蠕变规律进行了数值模拟，模拟结果表明，储气库在运行期间，流变会引起溶腔体积的减少，溶腔内压对储库的体积减少有直接的作用。并且利用该软件确定了储气库的运行压力在6 MPa～14.5 MPa之间，溶腔的体积缩小率在22 %以内，为储气库的修建及管理提供了指导依据。

通过对海口市深层地下水开采漏斗附近区超固结粘性土大量的物理力学性质等试验研究,认为饱和超固结粘性土在附加应力作用下同样会产生释水变形并存在一定规律;根据室内压缩曲线变形规律可以确定深层地下水的可持续开采水位降。研究成果对科学开采深层地下水、预防与治理地面沉降及相关灾害具重要指导意义。

根据大型地下洞室中复杂断层对围岩稳定的影响，提出了隐含断层单元的数值模拟计算方法。该方法将复杂断层单元隐含在岩体单元中，使得岩体单元的剖分不受断层切割的影响。使用这种隐含的断层单元，不但将受复杂断层切割的大型复杂地下洞室群的有限单元离散简单化，加快分析计算周期，而且能够有效地反映断层对复杂地下洞室围岩稳定的影响。通过对三峡地下厂房复杂断层结构的分析计算，证明该方法为复杂断层结构的分析提供了一种十分有效的计算方法和思路。

以某铜矿矿山一典型地质剖面为原型，运用物理概化模型试验，采用网格数字摄影测量方法量测模型剖面全场位移，分析了开采倾斜近地表矿体地表及围岩变形陷落随不同开挖步的变化规律。在模型试验中，开挖-75 m～-45 m之间的矿体，围岩扰动范围及地表下沉位移逐渐增大，第7步开挖完成后，采空区上方岩体开始出现离层，第9步开挖完成后，地表1～4测点之间形成一明显沉陷盆地，最大下沉位移达825 mm。模型试验研究的结果与现场及离散元数值计算结果基本吻合。

隧道围岩局部块体稳定性分析是隧道设计和施工过程中必不可少的环节。以地质素描图为出发点，借助投影几何学的地质-几何简明分析法，通过对块体几何作图分析的简化，可以迅速地确定隧道危岩块体的位置、几何形态、塌滑类型以及稳定性系数，从而直接及时地指导围岩支护加固的重点。最后，运用该方法对曼歇3号隧道局部危岩块体的稳定性进行了评价，得出了该处危岩块体的主要破坏方式是直接塌落的结论，指出了隧道围岩支护加固的重点，在地质工程实践中达到了预期的效果。

根据实际产状建立了包含41条长大结构面及5条断层的三峡大坝左厂3号坝段和4号坝段联合作用的三维有限元模型，研究了左厂4号坝段对3号坝段深层抗滑稳定安全系数的影响。提出了一个基于三维强度折减有限元法计算结果确定坝基稳定安全系数的实用判定方法，该方法物理意义明确。分析结果表明，4号坝段对提高3号坝段的安全系数有一定的帮忙作用，但作用不大。

边坡工程的稳定性受多种因素的影响，其荷载具有不确定性，可以用具有上、下限的区间数来表示，提出了用区间数学和有限元结合构成的区间有限元方法来求解边坡变形。以古树包边坡的变形为例，研究了该方法的可行性，并与常规有限元计算结果进行了比较，实例计算结果表明，该方法用于计算具有不确定性参数和荷载的工程问题的变形是有效的，与常规有限元的要考虑多种工况相比，计算工作量大大减少，使用简便，而计算结果却能满足工程需要，适合计算边坡工程。

通过对强风化软岩压实特性试验研究表明，填料的承载比（CBR值）随压实度的增大而增大，填料具有良好的压实性能，可用于高等级公路路基填筑；同时，利用室内三轴剪切仪模拟接近实际的应力路径，对强风化软岩进行干—湿双线平行试验和在复杂应力状态下不同压实度的湿化变形试验，试验结果表明：路面不发生开裂或塑性破坏的临界应变值为2 %；随着压实度的增大，湿化变形随之减小；在围压200 kPa时，随着偏应力的增大，剪胀也增大。将试验成果用于湘潭市昭山大道路基填筑，提出了路基95区换填黏性土、湿法填筑和提高90区压实度等施工措施。

针对膨胀土胀缩等级分类这一多因素评判问题，在分析自适应模糊神经网络原理及结构的基础上，利用减法聚类获得模糊推理规则数目，确定网络结构，建立了适用于膨胀土分类的自适应模糊神经网络，并将其应用于两个实际工程的膨胀土分类中，取得了良好的效果。研究结果表明，自适应模糊神经网络能实现BP网络和模糊综合评判的分类功能，而且比BP网络具有更透明的网络结构、比模糊综合评判更具学习功能，在膨胀土胀缩等级的分类中显示出较强的适用性。

峰后岩石特性是产生岩爆的根本原因；地质力学因素是产生岩爆的外部因素。从地下工程开挖过程中围岩部分的能量释放、集聚、转移入手，揭示了高地应力是产生岩爆的重要外因；岩爆产生的时空特点是在破坏后塑性软化阶段，并从非线性岩石力学理论角度，研究了此阶段岩爆条件。得出以下结论：一是块系结构岩体变形稳定性与块体几何特性、尺度大小，以及破坏后物理性质有关；二是判断岩体是否发生岩爆，可采用： 和 < 判据。

云南祥临公路边坡地质条件复杂，岩土性能差，易滑地层分布广，中大型滑坡滑带土大多为含碎石粉质黏土。采用随机统计法和随机-模糊法对此类滑带土的试验数据进行统计分析，得到祥临公路沿线该类滑带土的抗剪强度指标的概率密度函数，给出其置信区间，并对某处典型滑坡采用4种不同统计方法进行具体分析，并将分析结果加以对比，从而对类似地质条件的滑坡治理起到借鉴作用。

利用自行研制、开发的高精度中型动三轴仪，对文选定的砂砾料液化过程中的孔隙水压力增长和轴向应变发展模式进行了研究。同时，对剔除粒径大于5 mm后的模拟料，采用相似级配法，运用DS-2T型动三轴仪进行了一组平行试验。着重比较了砂砾料和模拟料在振动荷载作用下孔压、应变发展模式的区别。结果表明：在均压固结条件下，砂砾料在循环应力作用下，其孔压的发展模式与模拟料不同，可以用修正的反正弦进行拟合，而模拟料振动孔压的发展模式可用反正弦拟合；二者振动孔压均达不到初始有效固结围压，约为初始围压的90 %左右。模拟料与砂砾料在振动荷载作用下，应变发展模式不同。前者在初始液化前应变幅值较小且无明显增长，临近初始液化时应变大幅度增加导致试样突然破坏；后者在循环荷载作用过程中应变幅值一直稳定增加。

在岩土工程的可靠度分析中，功能函数的形式非常复杂，甚至是隐式的。而对于常用的可靠度分析方法，如一阶可靠性方法（FORM）、二阶可靠性方法（SORM）等，一个重要的问题是求功能函数对基本随机变量的梯度。因此，对于隐式的或复杂的显式功能函数，必须采用数值微分方法来求解功能函数的梯度。对于可靠度分析中常用的有限差分法（FDM）及有理多项式法（RPT）这两种数值微分方法，本文详细研究了二者间的异同及其求导结果与步长的关系，指出了对于相同的步长控制系数及取样方式，FDM是RPT在线性情况下的特例；对于连续的线性功能函数，可直接用3点FDM求导；对于连续的非线性功能函数，可用5点RPT求导；对于非连续的功能函数，应采用RPT求导。建议取步长控制系数等于1。

通过固化技术降低污泥的透水性，可以减少二次污染的风险，但是外界生物化学条件的改变会引起污泥固化体渗透性的变化。针对这个问题，采用强化污泥固化体所处的生物化学条件的方法，进行了不同酸性渗透液以及微生物激活环境下固化体渗透性的试验。试验结果表明，提高污泥固化水平可以显著降低污泥的渗透性，但是酸性环境下固化体的透水性将增加；污泥固化体渗透性的改变，不仅取决于酸性渗透液总的渗透量，也受酸的强度的控制；微生物的活动能够明显降低污泥固化体的透水性。

采用扫描电镜和压汞试验研究了天然黄土和冲击压实8～40遍路基黄土的微观结构和孔隙特征。结果表明：天然黄土和冲击压实8遍的路基黄土，其微结构以粒状架空结构为主；冲击压实16～40遍，土的微结构变成粒状镶嵌结构。冲击压实16遍前后，土的孔隙直径分布在0.006～164 μm之间，平均孔径从0.767 9 μm降低到0.0 711 μm，中等孔径从5.264 μm减少到0.568 4 μm；但孔隙表面积从0.624 m2/g增加到7.517 m2/g。孔径分布在10 μm和2 μm处出现分界值，16遍前2

通过对盐岩本构关系的实验研究，对Norton Power 盐岩蠕变本构模型引入损伤变量，在损伤等效应力中引入考虑偏应力和围压影响的函数，建立了一种能反映盐岩蠕变和加速蠕变的本构模型。通过对某盐矿盐岩实验数据进行拟合，获得了本构模型的参数，理论曲线与实验曲线吻合得较好。通过三维数值模拟方法，应用该本构模型对某盐矿天然气储存库进行了数值模拟研究，探讨了该盐矿盐岩储气库最低内压工况下，腔周损伤区的扩展、变形规律及最长持续运行时间。研究结果表明：（1）盐岩本构模型在盐岩加速蠕变期具有较好的数值稳定性；（2）在最低运行压力下，腔周盐岩进入加速蠕变期后，储气库损伤区的扩展速度非常快，储气库最危险部位位于腔体顶部；（3）腔周盐岩进行加速蠕变期后，盐岩的腔体体积收敛变形主要表现为损伤蠕变体积收敛，稳态蠕变体积收敛趋于稳定；（4）该盐矿盐岩储气库在该压力下最长持续运行时间约为3个月。

采用有限元强度折减法对单排桩、桩间距为4 m的抗滑桩在不同设桩位置加固滑坡进行数值模拟，研究发现不同的桩位影响滑坡的稳定安全系数、滑动面的位置和形状。桩位不同决定了是桩后土体还是桩前土体滑落。桩位选择的一个重要原则是加固后滑坡体的稳定安全系数必须大于设计要求的安全系数，否则就会出现桩端越顶破坏或桩前土体滑落。斜坡在同一稳定安全系数下，桩位不同时抗滑桩所受的滑坡推力、桩的内力（剪力、弯矩）和桩的挠度不同。抗滑桩位于斜坡中部时，桩身长度较长，推力和内力大，是不合理的桩位；但桩身挠度大，提供的桩前抗力也大。按常规方法与按有限元法计算桩前无土体的悬臂桩桩上推力是相近的。把桩视作埋入滑坡体中的梁单元，按有限元法算出的推力比较小，因为它已经充分考虑了桩前土体的抗力。

接触非线性主要表现在其接触状态的突变而导致的非光滑性，这种非光滑性可以通过约束函数进行光滑逼近，进而可以用Newton法得到近似解，此方法称之为约束函数法。岩土工程中常用的Goodman单元就是一种类型的接触模型，但其参数的确定及计算的收敛性都存在着一定的困难。然而把约束函数应用到常规的Goodman单元中则可以解决上述困难，在详细地给出了其有限元法后，给出了处理刚体位移的一种简便方法。作为算例，给出了叠梁和三峡3# 坝段坝基稳定性的计算结果。

为了便于工程应用，利用损伤变量定义，确定既真实反映力学作用过程，又易于获取和进行客观度量损伤变量的一种方法。通过提出的相对损伤概念，用相对损伤变量表示含损伤材料在载荷作用下损伤扩展程度和不同部位的相对损伤程度，使衡量受力作用程度的损伤变量确定更易实现。同时，提出了一种基于裂纹扩展的损伤累积计算方法，并用实例计算说明了其合理可行。

阐述了ANSYS大型有限元分析软件的功能和分析过程；基于现场调研和实测收集的相关坝体资料，用ANSYS对阜新电厂四灰场主坝进行了数值模拟及分析，得出了坝体位移、各种应力等值线、应变、破碎区域等重要信息，其结论可为土坝运行期间的精密监测提供依据，并及时向企业单位及设计部门反馈信息，保证坝体运行安全、经济、合理。

结合典型的工程地质特点及工程实例，论述了粉喷桩处理软土路基沉降的计算方法，提出在进行沉降分析和沉降控制的基础上，对软土路基处理的设计方案进行分析和选择，特别是探讨了桩长和桩间距的选择等问题，对不同设计方案在沉降控制等方面进行分析和比较，得到了一些对工程实际十分有益的结论，对于用粉喷桩处理桥头路基防治跳车等问题有直接的指导意义。

基于ANSYS软件分析了桩土之间的相互作用，模拟了桩打入时土中的应力、应变情况。通过结合ANSYS中的接触分析和生死单元，以DP材料来模拟土体，采用循环命令的方式来分析桩土接触时复杂的应力状态。模拟结果得到了圆孔扩张理论和极限平衡法的验证。

爆破震动强度的预测一直是爆破震动危害控制的前提和基础，也是其研究的一个重要课题。基于有限元数值模拟方法的基础上对反映爆破震动强度的重要指标——质点振动速度的计算方法进行了探讨，并对空气和水两种不同间隔装药结构下的震动强度计算结果进行了对比分析。数值模拟结果表明，在爆心距不太大的情况下，计算结果与实测结果吻合较好，研究结果对爆破设计与施工有一定的指导意义。

采用极限平衡变分法和Culmann分析方法，对土压力问题进行了研究。在极限平衡变分法中，以滑动体静力平衡的2个力的平衡方程为基础，引入Lagrange乘子，将以变分学观点来描述的主动土压力和被动土压力问题，转化为确定含有2个函数自变量的泛函极值问题。依据泛函取极值时，必须满足Euler方程，得出了主动土压力和被动土压力取极值时墙后土体沿平面滑动破坏的结论。在Culmann分析方法中，沿用了Coulomb土压力理论关于平面滑动破坏的假定，而在推导土压力计算公式的过程中，仅利用了滑动体沿某一特定方向的一个力的平衡方程。与目前通行的Coulomb土压力公式的证明过程相比，Culmann分析方法更为简洁。

利用Biot二维固结理论，计算出波浪引起的海床应力场；在假设海床土体的粘聚力不受波浪作用影响的条件下，推导出了波浪导致弱粘性土或粉土海床失稳的破坏准则，丰富了波浪导致海床失稳的判别方法。并把这一破坏准则用于黄河三角洲埕岛油田海域的海床底坡稳定性分析，讨论了50年一遇和5年一遇两种海况条件下，土体粘聚力对该地区波浪导致海床破坏深度的影响，计算结果表明，土体粘聚力对海床稳定性影响明显。

通过对50幢多层建筑沉降观测资料的分析，研究了上海软土地区多层建筑的长期沉降。对竣工以后的观测数据采用指数模型进行回归分析，可以反映软黏土的流变特性，较好地模拟建筑物后期的沉降发展过程，从而预测得到最终沉降量和沉降稳定时间。根据指数模型的分析结果，并引入地基压缩层内的软黏土厚度所占比例的概念，研究了多层建筑长期沉降与地基土层特性的关系。结果表明，最终沉降和沉降持续时间随着软黏土厚度比例的增加而增大，竣工时沉降占总沉降的比例随着软黏土厚度比例的增大而下降，并且具有线性关系。

对盾构法隧道施工引起的土体扰动范围进行了分析，根据极限平衡原理，认为Loganathan公式中假定的土体损失边界条件存在误差。考虑到土体内摩擦角对土体移动的影响，认为垂直土体变形区域边界线的水平倾角应等于（45°+? /2），而不是45°。给出了修正的Loganathan公式，该公式适用于软土地区不排水条件。提出了盾构剪切扰动区范围的计算公式。算例分析表明，与Loganathan公式的计算结果相比，修正公式使沉降槽宽度和土体水平位移有所减小，计算结果与实测数据更加吻合。

以某岩溶隧道为背景，采用二维弹塑性有限元方法对隧道开挖进行数值模拟计算，分析了隧道底部溶洞顶板安全厚度的影响因素，用支持向量机方法得出了能综合体现各影响因素的溶洞顶板安全厚度预测模型，并和多元线性回归得到的预测模型进行对比。计算结果表明，支持向量机预测模型较之多元线性回归模型，不但具有方便快捷的优点，而且具有更高的预测精度。

对河南省某地产25块花岗岩样品进行高温预热处理，测量了加温前后弹性纵波波速，并对样品进行单轴压缩应力-应变全过程试验。通过以上试验，给出如下结果：温度对岩石损伤变化的作用；温度对岩石裂隙密度和损伤应变能释放率的影响。实验结果验证了花岗岩的塑性应变主要与偏斜应力产生的形状改变比能有关，而与体积改变比能的关系不大。

从降落漏斗水位以上覆盖层、弱透水层的排水固结过程到多孔介质（岩土层）的压缩、水的压缩三方面分析了深井降水引起地面沉降的机理，得出降水引起地面沉降的压缩层厚度主要为降落漏斗水位以上降深范围内的覆盖层和弱透水层厚度的结论。同时收集了10个有代表性的深基坑降水工程的相关资料，通过实测值与理论值的比值，得出一批降水引起地面沉降修正系数 值（880组数据）。采用BP神经网络对这批数据进行处理，使它能在给定的输入 和输出（ ）之间，建立一种网络映射关系。利用该网络任意输入一组 值，即可得出不同 ，S对应的修正系数Ms等值线图，为类似地层的基坑降水工程，在预测不同的时间、距离的实际沉降量上具有实用价值。

根据土工试验使用要求，应用计算机自动化控制技术，将大连理工大学与日本诚研社合作研制的新型土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪，配备了完善的控制软件系统。采用VC++6.0语言作为编程平台，利用现代计算机技术中的多线程技术、精确定时技术、绘图技术，结合现代的单神经元自适应PID控制理论，实现了三轴-扭转试验机的自动控制及数据采集处理功能，能够完成静态、动态等各种组合试验，并可实时监测试验全过程的应力、应变和位移等12种数据，绘制实时动态曲线，更加方便试验者操作，进一步提高了系统的控制精度。