建议了一个新的有自由面渗流问题的变分不等式提法，该提法通过将潜在出渗面上的边界条件提为Signorini型条件，从而从理论上消除了出渗点的奇性，解决了出渗点的定位问题。同时在离散求解时，通过引进依赖于网格参数的连续型Heaviside函数，克服了Bathe算法中所固有的网格依赖性，提高了这类方法的数值稳定性。

指出当前利用CT数研究岩土力学的所有方法为观察研究，浪费了宝贵的CT定量化信息。利用CT数定义了岩样某点的完整度和破损度。根据完整度和破损度的水平以及集合论定义了 水平完整域、 水平破损域和( — )截理，利用测度论精确度量它们的大小，在此基础上建立了岩土介质完整空间和破损空间的概念，为利用CT数开展岩土介质力学性质定量分析开创了新途径。如果将 水平由细观值逐渐放大到宏观值，则该方法适应于宏观岩土力学，实现了宏观力学与细观力学的统一描述，实现了连续介质力学与多孔或裂隙介质力学的统一描述。

利用波函数展开法，给出了地下圆形衬砌隧道对入射平面P波和SV波散射问题的一个级数解答，当衬砌与半空间介质相同时，该解答退化为文献中的无衬砌隧道的解答。级数解答为进一步定量研究隧道对入射平面P波和SV波的放大作用以及入射波长、入射角度、隧道直径和衬砌刚度等参数对隧道沿线地震动的影响奠定了理论基础。

矩形壁板桩不具有圆形桩的轴对称性，因此壁板桩群桩的承载特性及群桩效应不仅受桩间距的影响，而且受桩身截面形状以及群桩布置方式的影响。为分析这些因素，利用Mindlin方程和静力平衡条件建立了求解有无刚性承台时壁板桩群桩的荷载沉降计算方法。分析结果表明，在设计群桩时壁板桩应尽可能沿其纵向布置（即沿壁板桩的长边方向布置）；对于具有常规截面尺寸的壁板桩，桩的对边距应超过2 m，以减小群桩效应。

为了解锦屏一级水电站坝基绿片岩的流变力学特性，采用岩石全自动流变伺服仪对绿片岩进行了三轴压缩流变试验。基于试验结果，研究了绿片岩在不同围压作用下的轴向应变以及侧向应变随时间的变化规律，讨论了流变特性对岩石应力-应变曲线的影响，探讨了不同应力水平下的轴向以及侧向流变速率变化趋势，分析了不同围压下流变的破裂机制，掌握了绿片岩三轴流变的基本规律，从而为该水电站工程流变数值分析时参数的辨识提供了可靠的依据。

目前土工合成材料加筋的理论研究明显落后于工程实践。为了指导土工合成材料的优选和研究加筋机理，以5种国产土工合成材料为加筋材料，它们分别是针刺无纺土工织物、涤纶纤维经编土工格栅、玻璃纤维经编土工格栅、双向塑料拉伸土工格栅和土工网，系统进行三轴压缩试验以比较各种土工合成材料对砂土的加筋效果。试验结果表明：（1）各种土工合成材料加筋砂土的抗剪强度和应力应变特性不同；（2）无纺土工织物适合用于允许大变形的加筋土工程，涤纶纤维经编土工格栅和塑料拉伸土工格栅均适合用于对变形有较严格要求的加筋土工程，玻璃纤维经编土工格栅适合用于对变形有严格限制的加筋工程，设计时需要较大的安全系数，土工网适用低等级的加筋土工程；（3）砂土对各种土工合成材料侧向收缩的约束作用差异显著。

采用连续介质力学与热力学方法，建立了冻土单轴压缩损伤本构模型。以兰州冻结黄土为例，基于冻土单轴压缩动态CT试验，对冻土附加损伤的2个阶段，即塑性损伤和微裂纹扩展损伤分别采用硬化曲线法和动态CT识别方法进行了损伤计算，在此基础上给出了冻土附加损伤与弹性应变的对应关系，建立了基于试验的冻土损伤演化方程，并进行了有效应力的计算。

构造了基于综合应用人工神经网络和演化算法的位移反演分析方法。该法使用具有较强非线性映射能力的神经网络模型代替有限元计算，提高了计算效率。采用演化算法和Vogl快速算法，同时优化神经网络的结构和权值，增加其适应性并加快训练速度；使用多种群演化等策略，改善演化算法的全局收敛性和收敛速度。以三峡茅坪溪防护土石坝的变形反演分析为例，研究了神经网络演化代数以及训练样本数量对神经网络模拟能力的影响，证明了所建立的反演分析方法的有效性。

研究了弹塑性计算中不平衡力的性质，揭示了它和加固力、结构稳定性的密切关系。弹塑性有限元分析迭代过程实质上就是一个逐步消除不平衡力的过程。可以采用弹塑性分析中的不平衡力来指导加固设计：只要施加和不平衡力大小相 等、方向相反的加固力，结构就是平衡、稳定的。在所有加固方案里，弹塑性分析确定的加固力是最小的，并归结为应力转移的最小余能原理和加固力上限定理，弹塑性计算确定的加固力和真解相比偏于安全。拱坝计算实例表明，不平衡力分析对分析结构稳定性、指导加固设计是有助益的。

将强度折减理论应用于土质边坡稳定及加固的弹塑性有限元分析中，提出了以某一幅值的总等效塑性应变区，从坡脚到坡顶贯通时为边坡破坏的标准，不但物理意义很明确，而且可以根据边坡临界破坏时的等效塑性应变区确定滑动面位置，并认为此前的折减系数即为边坡的安全系数。对某供水改造工程中边坡的稳定性分析及加固计算表明：该破坏判别标准是适宜的，能够在工程实际中加以运用。

利用室内大型三轴试验，对堆石等粗粒料的颗粒破碎进行了分析。结果表明，颗粒破碎率随围压的增加而增加，呈非线性状态，二者之间的关系可以用双曲线表示。颗粒破碎的增加将导致粗粒料的抗剪强度降低，峰值内摩擦角与颗粒破碎率之间呈幂函数关系，不论颗粒的岩性、强度、大小、形状、级配和初始孔隙比等情况如何，试验资料都落在一个狭窄的区域，如果围压和材料的试验参数已知，则可估计颗粒破碎率。

根据固结度或平均孔压不变的条件，推导出考虑砂井阻力和涂抹效应的砂井地基平面应变等效公式，将砂井地基等效为砂墙地基进行计算，从而使复杂的空间问题转变为简单的平面问题。采用此方法时，只需对地基的渗透系数进行调整，计算方法简便易行，计算结果可以满足工程的需要，便于在实际工程中推广应用。

基于不等幅值循环荷载作用下低温三轴振动试验资料，研究了冻结粉质粘土在分级往返加荷情况下的残余应变产生条件。根据冻土的残余应变与其温度、振次、含水量等因素的关系曲线，得到了随着温度的降低残余应变值减小、随着振动次数的增加残余应变值增大；含水量的变化对其影响很小的结论。根据冻土试样震融沉前后CT测试数据及扫描图像，定量地分析了土样结构微裂纹发展、密度变化规律，并对冻土特有的震融沉形成机理给予解释。

在软粘土地基基坑支护中，当基坑开挖深度较深时，土钉墙的最危险圆弧滑动面往往入土较深，很难满足工程设计需要，为此可采用疏排桩以满足其整体稳定性要求。从土的塑性理论出发，利用土拱效应原理，分析了作用于疏排桩上的土压力。利用桩土相互作用的原理，研究了疏排桩在土钉墙基坑支护中的抗滑效应，并在深基坑支护中得到实际工程的验证。

从非饱和土的微观结构入手，提出并推导了土颗粒间毛细吸力引起的基质吸力与附加有效应力关系的近似解，并进一步得到了低饱和度非饱和土的抗剪强度公式。通过试验资料和理论分析验证了所推公式的合理性、正确性。最后分析了土颗粒半径差异、土体平均粒径大小对非饱和土强度的影响。

采用大直径钻孔灌注桩时，施工时会破坏现有垃圾填埋场的防渗体系，且渗滤液将对地下水造成一定程度的污染。通过对基桩施工过程中渗滤液污染传输过程以及特征进行分析，提出了包括全护筒支护、膨润土泥浆护壁以及减少钻孔成孔至灌注混凝土的间隔时间等控制污染的主要措施，建立了基桩施工过程中钻孔泥浆浆液的损失模型以及渗滤液传输到地水下中的污染物质浓度的计算模型。根据某一具体施工条件进行估算，预测了地下水中污染物质浓度以及污染程度。最后，提出了垃圾填埋场内钻孔灌注桩的施工工艺以及施工注意事项。

关于提高有限元法解的精度和稳定性问题已受到不少学者的重视。基于Biot固结理论，为提高有限元法计算的精度和稳定性，研究了固结过程中的时步自适应。采用基本原理推导出时步控制公式，从而全面控制应力和孔隙压力场。研究结果有助于准确模拟应力应变的发展，对粘土心墙土石坝等建筑物的设计及施工有重要意义。

在井巷支护技术的研究中，如何确定岩石巷道二向压力方向及量值是解决支护问题的关键之一。从实测、理论、地质三个方面着重研究了利用巷道断面变形系数估算巷道上大小压力量值的方法，可用于岩石巷道断面上二向压力的近似计算，其方法简单，计算方便，适用于二次支护施工要求，具有工程实用价值。

土木工程中广泛使用的软土地基加固方法主要有水泥土搅拌法、旋喷法、注浆法等，其原理主要是形成具有一定强度和稳定性的水泥土加固体。在我国广大地区地下水受工农业、生活以及海水等环境因素的影响，常含有一些具有侵蚀性的离子，如 ， , 等。通过模拟试验的方法，探讨了各种侵蚀性的离子在不同浓度和不同pH值条件下对水泥土的力学效应，并对环境侵蚀机理进行了探讨。试验结果表明，水化学作用对水泥土的力学性质具有明显的影响，对水泥土在复杂地质环境条件的设计和工程应用具有重要意义。

分析了粉喷桩复合地基路堤填筑过程中最大侧向变形发展的特性，确定了坡脚处最大侧向变形与路中沉降呈双直线的关系，坡脚处最大侧向变形在大部分填筑过程中与路中沉降呈 0.115的关系。对比分析了粉喷桩复合地基和天然地基侧向变形发展规律的差异，并基于复合地基理论分析，认为导致它们差异变化的原因是粉喷桩复合地基桩-土应力分担比的变化。

在酸性环境条件下进行的加速腐蚀试验，研究了不同时段和不同酸度条件下类砂岩材料砂浆的纵波性质变化规律，分析了化学反应速率、酸液中H+，Ca2+浓度变化和形成胶体化合物性质之间的联系，发现反应过程具有阶段性和离子溶出具有滞后性的特征，为酸雨地区混凝土和砂岩力学性质的研究提供了可以借鉴的思路。

采用三维有限元法，对连拱隧道软弱围岩洞口段进行了施工全过程数值模拟分析，得出了施工全过程地层位移的大小与分布规律，并用几何比1/20的相似模拟试验进行验证和补充，提出了该类隧道施工全过程的地层位移规律和施工中应重点关注的区域，对实际工程进行直接指导，并为同类工程提供参考。

介绍了复杂性理论中的一个重要概念——涌现，同时介绍了一种用于研究复杂系统涌现行为的CGP(constrained generating procedure)模型方法。首次将涌现概念应用于岩土工程，提出基于CGP模型拟合岩土材料应力-应变曲线的新方法。通过算例，说明所提方法可对应力-应变曲线进行成功拟合。

地基沉降预测一直是岩土工程中的一个热门问题。针对传统的指数曲线预测模型存在的不足，对其进行了分析与改进，提出了更具有一般性的威布尔曲线模型，并通过工程实例验证了该模型的合理性与准确性。发现所提出的模型对路基沉降的预测结果精度高，具有一定的参考和使用价值，最后指出了需进一步研究的问题。

研究了香港全风化花岗岩三轴抗剪强度指标凝聚力c、内摩擦角 同微结构及成分的关系，指出微结构的特点决定了强度特点， 值主要由其石英与长石总含量和颗粒中大于0.5 mm的含量所控制，而c值的影响因素复杂性决定了其试验结果的离散性。通过研究c， 值与应变之间的关系，说明摩擦力在强度中占的比重大，并能够进一步解释c值结果的离散性大的原因。

基于模型试验中所观测到的电荷累积现象，提出了电渗的电荷累积理论。该理论以电荷守恒原理代替电流连续性原理，建立了电荷累积模型的微分方程。微分方程的解析解表明：电势在空间的分布是线性函数和三角函数的叠加，该分布最终趋近于Esrig理论所假定的线形分布。电势梯度随时间以指数形式消减，最终稳定于一个常数，电流和土体电导率随时间的消减形式与能级梯度理论近似一致。最后，通过观测电渗电流随时间的变化过程，对电荷累积理论进行了试验验证。

针对山区沟谷软基的特殊土质，并结合夯实水泥土桩和土工格栅在地基加固中的作用特点，提出用夯实水泥土桩与土工格栅联合加固的方案来处理沟谷软基，并利用平面应变弹塑性有限元数值分析方法，对这种地基的受力性状、作用机理进行了多方面研究。结果显示：土工格栅在其中起到类似抗拉膜的作用，以控制地基的不均匀沉降，可以减小路堤坡脚附近的侧向位移，增加地基的极限承载能力。桩间土对夯实水泥土桩有负摩擦力作用，使得桩身的最大平均有效应力位置处在桩体的中下部。格栅对路基沉降量的影响则较小。

通常的渗流计算中排水的模拟方法很多，诸如排水子结构法、增加渗透阻抗等。但大型地下厂房与洞室的排水非常复杂，若对每个排水孔都进行模拟就非常繁杂。利用简化方法，采用给定水头和给定流量相结合的方法可以较为方便地解决复杂排水模拟的问题。对糯扎渡地下厂房和洞室群的复杂排水和对左岸包括地下厂房与硐室进行渗流计算分析，通过多个计算方案的比较，对给定流量和给定水头模拟排水效果进行合理假定，使模拟结果得到的排水区流量和水头趋于一致，由此得到合理可靠的排水模拟效果。对模拟得到的糯扎渡左岸山体渗流场进行了分析。计算结果有助于优化工程渗控方案，同时为计算变形稳定提供合理可靠的水荷载。

针对岩爆分类问题，提出了基于支持向量机的分类方法。通过对影响岩爆因素的分析，运用支持向量机理论建立岩爆类别的支持向量机模型。结果表明，基于支持向量机的岩爆分类方法具有较高的准确率，该方法是科学可行的，具有广泛的应用前景。

对以连云港地区的海相软土为原料的水泥土进行了一系列物理、强度试验，分析了含水量、水泥用量和龄期对水泥土强度的影响，提出了似水灰比的概念用于水泥土强度的预测。采用提出的水泥土强度预测公式，根据某一似水灰比、龄期28 d某种的水泥土室内试验强度，可以预测不同含水量、不同水泥用量和不同龄期的水泥土室内试验强度。通过比较分析发现，得出水泥土强度预测公式可以很好地应用于其他研究者已经发表的水泥土试验数据，进一步验证了所提出的强度预测公式的有效性。

SH是新型高分子固化材料，可用于广大沙漠区固沙，为环境修复材料。采用红外光谱，扫描电镜结合电子能谱等现代分析方法，初步揭示了SH固沙的本质，从微观上探讨了SH固沙强度形成的机理。研究结果表明，SH与沙子结合以后，SH本身的官能团对沙子没有化学键的结合，只表现出微弱的氢键及范得华力的影响；固沙强度主要是物理化学作用而形成的。氢键作用、吸附作用和絮凝作用等赋予了沙子很好的机械强度和优良的耐水性能而达到固沙的目的。

根据近年来环境岩土工程的发展状况，从环境岩土工程的定义、研究内容、研究方法以及研究方向几个方面比较系统地进行了总结和阐述。对环境岩土工程的定义提出了看法，分析了环境岩土工程所面临并需要解决的主要问题，认为环境岩土工程的研究应以系统论为指导，强调多种研究方法的互补；环境岩土工程的发展潜力很大，有待于在理论上和实践中进一步得以发展和完善。

用新研制的非饱和土直剪仪，进行了4组16个控制吸力的非饱和土直剪试验，得到了原状黄土的抗剪强度曲线。分析和探讨了非饱和原状黄土的强度特性。研究表明，同吸力对应的抗剪强度线在 - 图中的位置明显不同，且呈直线式上升；在试验研究的吸力范围内，原状黄土的摩擦角随吸力的变化很小，而粘聚力呈随吸力线性增加。

岩石地基承载力的精确确定，对工程的安全性和经济性非常重要。简要介绍了Hoek-Brown岩石经验破坏判据及其剪切强度形式，并通过确定岩基潜在破坏面上的正应力，计算出岩体自重和岩体瞬时内摩擦角。对基于Hoek-Brown岩石经验破坏判据的岩基承载力的极限解法进行修正，得出剪切破坏模式下含有岩体自重和瞬时内摩擦角的Hoek-Brown岩基承载力修正公式。最后，通过算例证明修正公式的完善性和实用性。

总结了国内外多年来在非饱和土固结理论领域研究的主要理论成果，内容包括国内外非饱和土固结理论研究的概况，涉及线性、非线性、弹塑性和结构性等方面，非饱和土固结理论的研究具有非常好的应用前景。但非饱和土固结理论还很不成熟，有待广大科研工作者的进一步研究。