从已有的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程和弹塑性矩阵入手，使用Galerkin方法将各控制方程分别在空间域和时间域进行离散，初步开发出了一个用于分析饱和岩土介质中热-水-应力耦合弹塑性问题的二维有限元程序，并通过2个算例进行了应用尝试。

均匀围压下圆形硐室岩爆是传统意义上的软化区内岩环经过塑性变形局部化阶段完成的。当处于极限状态的塑性变形集中区承载能力下降时, 岩环中相对完好部分以弹性方式卸载，当后者释放的弹性能超过前者塑性变形所耗散的能量时便发生岩爆。简捷地通过等效应力 和等效应变 关系建立突变模型对硐室岩爆进行了分析, 将状态变量 用软化区半径 来表示。分析表明: 岩爆发生条件与硐室岩体的升降模量比 和岩体裂隙发育程度 的乘积有关; 对于特定冲击倾性的岩体，存在对应的临界软化区深度 , 即软化区深度达到 时便发生岩爆；还给出硐室岩爆释放地震能等计算式，岩爆释放的地震能量级则与硐室软化区深入程度有关。

在研究堆石坝问题中，堆石体参数的合理估计非常重要，根据工程实测值反演堆石体参数不失为一种有效估计参数的新思路。在传统遗传算法操作过程中，引入模拟退火的Metropolis接受准则，并结合系统识别的基本原理改进了遗传算法。将改进的新算法应用于堆石坝主要堆石料的参数反演，结果显示其误差很小、收敛速度快、精度高的优越性，克服了传统的梯度优化方法和单纯形法所具有的搜索速度随反演参数增多呈级数减慢、容易陷入局部极值点和误差传递导致不收敛等缺点，值得在本领域参数优化中推广。

土工格栅的蠕变特性是影响土工格栅加筋支挡结构长期工作性能的重要因素。通过实验室内蠕变试验，针对不同荷载和温度组合，对土工格栅的蠕变特性进行了对比试验。通过对试验结果的综合比较，详细地分析了土工格栅载荷-应变等时曲线、蠕变曲线及松驰曲线的变化特征，由此并基于粘弹性理论提出了能够反映土工格栅蠕变特性的粘弹性本构模型，提出了模型参数的合理确定方法。并通过模型预测与试验结果的对比论证了所建议粘弹性本构模型的可靠性

提出了基于神经网络范例推理的边坡稳定性评价方法。针对边坡的稳定性影响因素的复杂多变性和相当强的不确定性，建立了基于神经网络的边坡范例检索模型。运用神经网络强大的自适应、自组织、自学习的能力以及高度的非线性映射性、泛化性和容错性的特点，通过边坡范例的神经网络学习，建立了当前边坡和边坡范例之间相似性计算关系，最终实现了当前边坡的稳定性评价。对于8个验证边坡范例，模型的预测准确性达到了100 %，范例中的160组数据的相关性也达到了 0.981 5，表明建立的模型具有很高的预测准确性，模型的泛化能力很强。

考虑地震荷载作用下饱和黄土的孔压增长模式及液化规律，建立了饱和黄土无限边坡的动力稳定性分析模型，并将此类边坡的破坏分为液化型破坏和滑动型破坏两种基本类型。分析结果表明，由于孔压的累积，屈服地震系数将随时间而减小，并且明显地受到有效粘聚力、初始孔压比等参数的影响。另外还证实，考虑孔压累积时的永久位移计算值要大于常规的Newmark法分析的结果。

为了分析含水状态下红砂岩渐进破坏行为，在已有的岩石细观加载仪上配置数字显微观测系统，对试件表面的裂纹扩展过程进行多角度的实时全场监测和局部显微放大监测，并将可监视到的图像进行录像和计算机自动采集处理。利用该系统进行了红山窑水利枢纽工程地基红砂岩在不同含水率条件下的单轴压缩破裂过程试验，应用数字图像相关技术处理试样表面细观裂纹萌生、扩展图像灰度分布图，去除伪裂纹，探讨了红砂岩动态损伤状态与其宏观力学响应之间的关联。为了获得试样表面裂纹萌生、扩展的定量描述，引入表观裂损度与损伤张量2个物理量，定量评价含水状态下红砂岩渐进损伤破坏特性，进一步分析单轴压缩状态下岩石裂纹损伤演化规律。

对管涌和滤层两个相关联问题的研究发展过程进行了综述和评论，并将过去的研究成果与之比较。管涌问题是土体渗透变形的一个重要现象，关系到地基的渗流破坏。首先探讨了管涌的内在涵义，评述了当今管涌的研究现状及其发展方向，然后介绍了一些过去的试验资料、研究成果和计算公式，包括管涌土与非管涌土的判别方法，垂直向上渗流和水平渗流时的管涌临界坡降，并引用目前文献中的试验资料验证其公式是可靠的，最后说明了建立在土颗粒级配曲线上的管涌研究方法是当前的研究趋势，因而对这些过去的研究成果进行比较、讨论是有益的。

地下环境信息系统(GIS)是信息技术在岩土工程中的应用产物，是综合运用地质学、地理学、计算机图形学、计算数学等多门学科理论。以GIS技术为基础，结合数据库处理、C＋＋语言编程、OpenGL编程、三维图象处理技术建立了对地下环境信息进行数据管理和模型分析的大型信息管理系统，同时介绍了地下环境信息系统的结构特点、数据特点、功能特点及操作应用特点，对其主要技术创新进行了描述。

地质勘探中钻孔的数量常是有限的，钻孔以外未知的地质特性需要进行插值或推断。实践中一般假定两钻孔之间的地质特性为线性分布，用直线连接。线性连接方法简单，但精度难以保证。因此，有必要进一步研究简便且精度高的插值方法。对常用的空间插值数学方法作一简要评价，认为Kriging法更适用于地质特性随机场的插值。并尝试将Kriging法应用于南水北调穿黄工程砂土地基标准贯入击数及液化范围的空间插值，采用合适的变差函数以反映砂层的空间相关特性，由插值结果得到地基砂层标贯击数及液化范围的沿线分布，从而可以更好地了解地层特征的变化情况。

首先概括介绍了三维横观各向同性比奥固结有限层分析方法，并采用已经发表的4个算例结果来考证所编制的计算程序，然后详细地讨论了横观各向同性对瞬时沉降、最终沉降和固结性状的影响，发现横观各向同性对计算结果的影响分别高达33 %，24 % 和40 %，最后给出了一些对工程实践有一定参考价值的计算图表。

应用非接触式光学测量方法中自动网格法原理，研究了大型滑坡模型试验中的位移测试方法及其分布规律。以石榴树包滑坡模型试验为例，针对自动网格法用于大型滑坡模型试验位移测量时所存在的问题提出了解决措施，并对石榴树包滑坡在不同水位运行工况下的位移规律进行了研究分析。

围岩的破坏受到多种因素的影响，并且各破坏模式之间没有明显的界限，因此其破坏模式的识别是一种模糊、非线性、小样本、高维数的模式识别问题。支持向量机（SVM）是最近发展起来的一种新机器学习技术，已在模式识别领域有很多成功地应用。基于支持向量机的思想，提出了围岩破坏模式识别的支持向量机方法，很好地表达了围岩破坏模式与其影响因素之间的复杂非线性关系。具体算例表明，该方法是可行的，具有一定的准确性。

利用DDEM（可变形离散单元法）原理和方法，研究了自然崩落法矿体崩落规律。针对具体地质条件和赋存情况及矿岩物理力学性质，采用计算机数值模拟分析了自然崩落法的崩落规律，得出了DDEM在用于模拟矿块自然崩落法中崩落规律和分析其崩落机理时是较适合的结论，不仅可以从力学角度对崩落的力学机理进行研究，而且能直观地用图形给出矿体在崩落过程中的具体形态变化，有效地指导放矿，现场试验验证效果良好。

应力诱导各向异性对复杂应力状态下土体的应力-应变规律有重要影响，而建立在各向同性假设基础上的常用土体本构模型并不能反映土体的这种特性，因此需要分析土体各向异性对土质心墙坝水力劈裂的影响。采用各向异性非线性弹性模型，对水荷载作用下粘土心墙坝进行有限元数值分析，并与邓肯模型计算结果比较。结果表明，各向异性模型考虑了蓄水期间从小主应力方向加荷引起的土体应力各向异性，计算得出的小主应力σ3较邓肯模型的大，且相应抗水力劈裂能力亦大，则邓肯E-v模型由于不能模拟蓄水期土体各向异性特性，对于水力劈裂发生的评估可能偏于危险。

水库蓄水后，土石坝应力变形较之施工填筑阶段更为复杂，其计算方法可分为总应力算法和有效应力算法。总应力算法简便直观，将心墙作为一个大单元仅宏观上符合总应力加面力的组合，而在微观上对于心墙具体单元而言却不符合；有效应力算法是采用有效应力加渗流力的组合，再考虑浸润线以下坝壳和心墙每个单元受到的浮托力及湿化变形引起的等效结点力（等效荷载），因此，不论是在宏观上，还是微观上，有效应力算法将更趋于合理，没有总应力算法所存在的缺陷。

原位试验是获取桩基设计参数和了解桩基力学性能的最客观、最可靠方法。基于现有疲劳机和千斤顶等试验设备，研制了桩顶静载和动载组合加载装置，为现场静、动载试验解决了一个技术性难题。利用该装置对某工程混凝土预制静压桩进行了模拟交通荷载的现场静、动载试验。通过单桩竖向抗压静载试验和动载试验，分析了静动载对桩身轴力分布、桩身侧摩阻力和基桩沉降的影响及其变化规律。试验结果表明：在静动载作用下桩身侧摩阻力的分布规律基本一致，并且随着振动次数的增加，桩身上部侧摩阻力减小、下部略有增加，但动载循环超过30万次后，侧摩阻力趋于稳定。

弱透水层参数的确定是准三维或三维地下水流数学模型应用时的难点，而应力-应变图解法是一种估计弱透水层参数的有效方法。在介绍该法的基本原理之后，结合上海沉降和水位观测资料，求出了上海地区弱透水层的弹性贮水率、非弹性贮水率和垂向渗透系数，为上海地面沉降的数值模拟提供了较好的初始参数值。对于弱透水层，抽水试验的方法是不可取的，如果又没有条件取土样作室内试验时，若有沉降资料和相应的水位资料，则应力-应变图解法是确定近似参数值的一种比较好的方法。

基于平板探针原理，研究了砂和膨润土及其与水泥混合材料的导热性能，对其中各种物质组成情况、时间以及不同温度对导热性能的影响进行了详细分析，得到了导热系数随各种影响因素而变化的曲线。试验结果表明：膨润土单独与水的混合材料导热性能比较差，应与水泥、砂混合。混合材料的导热系数随水灰比（w/c）的减小而增加；加入大颗粒的骨料对于提高导热系数是有效的，即在混合材料中增加含砂量可以使导热系数往往呈增长趋势。

在复合地基设计中桩土应力比是一个很重要的参数。通过揭普高速公路路堤下复合地基桩土应力比的现场试验，获得了柔性基础下桩土应力比数值及其随荷载和固结时间的变化规律。现场测试结果表明，柔性基础下桩土应力比要比刚性基础下小得多，它随荷载增加先减小后增大呈波浪形变化，其研究成果可为路堤下复合地基设计提供有益参考。

核废料的地下深部贮存、垃圾填埋造成的污水下渗、海水入侵、输油管道老化引起渗漏等诸多应用领域的发展，要求从机理、试验和模型等方面发展裂隙岩体溶质运移理论。基于裂隙岩体系统溶质运移的多尺度概念模型，分析了目前描述裂隙岩体系统中溶质运移各种数学模型的适用性和优缺点，为选取合理的数学模型求解具体的问题提供了参考依据。最后提出了需要进一步研究的问题。

在地铁施工中受地形条件限制有时会遇到两条单线隧道近距离施工情况，有的间距超出了规范的要求。以深圳市轨道交通二期1号线续建工程为例，应用ABAQUS程序对实际情况进行了数值模拟分析，揭示了在开挖右线工程的时对左线既有隧道产生的影响，包括地表沉降、应力分布和衬砌变形及对地面建筑的影响，得出一些有益的结论，为今后近距离地铁施工提供可靠的依据。

以上海市轨道交通明珠线二期工程浦东南路站-南浦大桥站区间近距离叠交隧道盾构施工为研究对象，采用三维非线性有限元，对近距离叠交情况下后建隧道盾构施工引起老隧道衬砌的应力和变形进行了模拟，并研究了土层性质、隧道覆土厚度、隧道间相对位置、隧道间相对距离等因素与隧道间影响的关系。结果表明，隧道间相对位置、相对距离对隧道间相互作用的影响非常大，应引起足够的重视。

在忽略体积变形的情况下进行水平图形硐室变形特性研究，建议采用分数代数Kelvin本构关系模拟岩体的粘弹性，提出了一种分析粘弹性岩体中水平圆形硐室变形特性的新思路，讨论了硐室位移及应变随时间变化的规律并与经典的Kelvin模型进行了比较。从分析的结果表明，分数代数能很好地模拟出粘弹性体松驰特性，通过改变分数代数的阶数又可以模拟各种粘弹性岩体、比经典粘弹性模型具有更大的适用范围。

针对山区沟谷软基的特点，采取多桩型复合地基进行处理是一个创新。利用有限元仿真手段，并结合现场试验结果，对多桩型复合地基的载荷传递机理进行了分析。分析结果表明，桩身上部存在一定范围的负摩阻力区，最大轴力位于桩顶以下；对比单一桩型复合地基，多桩型复合地基具有更好的基础完整性，传递载荷的能力更强，可以很好地满足特殊地基条件下的承载力和变形要求。

复合支护技术作为一种有效支护浅基坑（H≤7 m）的围护结构得到了广泛运用。在工程实践的基础上，运用平面弹塑性有限元法，从不同的支护方法及支护参数分析讨论了对变形的影响，初步得出基坑的侧向变形特性。对于采用复合支护的基坑，它的最大位移发生在基底附近，这与采用土钉支护的基坑不同。对于复合支护的基坑，采用适当的坡度可有效地提高支护效果。

利用有限元方法，对竖向荷载作用下复合桩基的群桩效应进行了计算分析，讨论了桩长L、桩距与桩径之比Sa/d、桩数n、土类等对群桩效应及群桩效应系数η的影响。结果表明：复合桩基中各个基桩的极限承载力Qu及η随L增大而增大；当Sa/d小于某个数值时，Qu,η随Sa/d增大而增大；当Sa/d大于某个数值时，Qu,η随Sa/d增大而减小。群桩效应及η与土类有关；η存在极大值，随n增多而减小，但减幅不大。

阐述了深厚软土地基中刚-柔性长短桩复合地基的设计思想。针对椒江地区土体的工程特性和拟建建筑物的特点，通过大型现场试验，介绍了其在某国家康居示范工程中的应用，并分析了此类复合地基的主要工程性状，研究了桩土应力比以及荷载分担比的发展规律。试验表明，此类复合地基能使刚性桩、柔性桩以及土体协调变形，合理发挥它们各自的承载能力，为以后的设计和推广应用提供了依据。

根据超长桩的现场静载荷试验资料，分析了超长桩的单桩荷载传递特性。结果表明，超长桩表现出端承摩擦桩的特性，桩顶以下l/3桩长及桩端以上l/6范围内的桩侧摩阻力极限值接近规范推荐值，而中间部分的桩侧摩阻力远远大于规范值，表现出强化效应，桩端注浆桩的侧摩阻力强化效应更加明显。根据其荷载传递特性，提出了单桩极限承载力的估算公式，实例计算结果和实测结果较吻合。

粉煤灰用作路堤填料时，其动力特性是大家较为关注的问题。在扬州电厂粉煤灰动三轴试验的基础上，对影响粉煤灰动强度的若干影响因素进行了分析，对粉煤灰路堤在饱水条件下的抗液化性能进行了探讨。研究结果表明：振次、初始静应力水平、含水量等对粉煤灰的动强度都有显著的影响；粉煤灰路堤在饱水条件下的抗液化性能则与地震动峰值加速度、初始静应力水平等有密切关系。

通过对某滑坡抗滑桩加锚索处理工程中预应力锚索应力状态2年多的现场监测，讨论了锚索张拉过程中的荷载-位移关系，分析了煤系地层中预应力锚索的锁定损失及锁定后的应力损失过程。采用GM(1,1)模型，对预应力损失过程进行了趋势性分析。结果表明，模型拟合精度高，得到的研究结果可为今后类似工程提供借鉴。

用有限元计算了单江拱坝右坝肩岩体的变形，着重分析了断层F1对于坝肩岩体变形的影响。用极限分析方法，计算了断层、层面等结构面切割形成的块体的抗滑稳定安全系数。结果表明，在一定范围内断层F1对于坝肩岩体的变形具有很大的影响，块体不能满足规范规定的抗滑稳定要求，需要加固。并对加固方式提出了建议。

运用非线性有限元方法，对一种新型的预应力锚杆柔性支护技术进行了数值分析。基于反映预应力锚杆柔性支护机理模型，对其力学性能进行了研究，并与两种不同间距的土钉支护进行了类比。结果表明：对变形要求严格时使用该种预应力锚杆柔性支护可以更有效地控制变形。

超长桩在大型桥梁和高层建筑中得到了越来越广泛应用。以某超长桩基础工程为例，采用三维有限元法分析了桩底地层对超长桩工作性能的影响。土体本构关系采用邓肯-张双曲线非线性弹性模型，混凝土、岩石采用线弹性模型模拟，桩土界面采用有厚度的薄单元模拟。结果表明：桩底地层不同时，桩端阻力和桩侧阻力的比例不同，但承载性状仍属摩擦型桩；桩顶极限荷载不同，但桩身失稳时的极限沉降基本相同；桩端阻力的发挥程度不同，但桩基失稳的原因都是桩侧土体的破坏。

边坡失稳，滑体滑出，滑体由稳定静止状态变为运动状态，同时产生很大的且无限发展的位移，这就是边坡破坏的特征。有限元中通过强度折减使边坡达到极限破坏状态，滑动面上的位移和塑性应变将产生突变，且此位移和塑性应变的大小不再是一个定值，有限元程序无法从有限元方程组中找到一个既能满足静力平衡又能满足应力-应变关系和强度准则的解，此时，不管是从力的收敛标准，还是从位移的收敛标准来判断有限元计算都不收敛。塑性区从坡脚到坡顶贯通并不一定意味着边坡破坏，塑性区贯通是破坏的必要条件，但不是充分条件，还要看是否产生很大的且无限发展的塑性变形和位移，有限元计算中表现为塑性应变和位移产生突变。在突变前计算收敛，突变之后计算不收敛，表征滑面上土体无限流动，因此可把有限元静力平衡方程组是否有解，有限元计算是否收敛作为边坡破坏的依据。-