根据线性Mohr-Coulomb破坏准则，前人运用极限平衡法、滑移线理论或极限分析等方法求解地基承载力问题，但实际上岩土在剪切破坏过程中破坏准则具有非线性。因此，为了研究非线性破坏准则对地基承载力的影响，基于上限定理，通过“切线法”引进变量，根据能量耗散情况，将承载力问题转变为非线性规划问题，运用“序列二次规划算法”求出地基承载力的最优解。数值计算结果表明，当非线性破坏准则转变为线性破坏准则时，非线性参数对地基承载力有重要影响。

把填充沟看作存在于弹性半空间的异质体，运用瑞利波散射的积分方程，对填充沟连续屏障远场被动隔振进行了三维分析，详细讨论了影响隔振效果的几个主要参数。研究表明，刚性材料比柔性材料具有更好的隔振效果，在隔振设计时应选择刚性屏障材料；填充沟的深度在一倍瑞利波波长内对隔振效果有较大影响，并且与宽度一起决定其隔振效果，但当屏障深度超过一倍瑞利波波长后，屏障深度对隔振效果的影响很小。

从工程实际出发，采用粘弹性两相介质模型，考虑土骨架的粘性以及流体与固体之间的耦合作用，利用Laplace变换求解了粘弹性准饱和土中球空腔的动力响应问题，得到了变换域内的解析解。借助数值Laplace反变换，数值分析了粘弹性准饱和土中球空腔动力响应的位移、应力及孔压的变化规律。为分析地下结构动力响应提供了一种有效的方法，模型符合工程实际，有一定的工程应用价值。

实际建筑物地基或土坡中土体在地震或波浪等复杂动力荷载作用前往往处于复杂的初始应力状态，而常规的土工动力试验通常无法再现这种复杂固结应力条件下土的动力特性。利用最新研制开发的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪，针对福建标准砂（ %），进行了循环扭剪试验，探讨了初始主应力方向角 和初始偏应力比 等初始固结条件对松砂动剪切模量G和阻尼比 等动力变形特性的影响。

以平面有限元位移法分析了带裂纹隧道二次衬砌裂纹尖端的应力强度因子及衬砌承载安全系数，其中主要考虑了裂纹深度、宽度及条数的影响。从计算结果得知，随着裂纹深度、条数的增加，应力强度因子增大，衬砌承载安全系数减小，而裂纹宽度的影响不太明显。

软弱岩体隧道开挖后，围岩变形具有异常显著的流变性。基于Poyting-Thomoson模型，对隧道围岩位移进行了粘弹性解析分析，根据所得出的解析解，结合渝（重庆）沙（长沙）高速公路石龙隧道位移监控量测实践，对初期支护后隧道围岩变形特征量进行了分析对比，结果表明，理论曲线能较好地反映围岩实际位移变化特征。最后通过将支护前后围岩受力状态与单轴和三轴应力状态岩石蠕变进行类比，得知初期支护在一定程度上减小了围岩的最终变形量，可以有效地抑制隧道围岩的变形速率。其结果为确定合理的二次支护时机提供了理论依据，对同类隧道的施工支护具有很好的指导意义和较高的参考价值。

水力劈裂是深埋隧洞施工涌水或高压隧洞洞周岩体开裂渗漏的重要因素之一，对其破坏机理研究是岩土工程界的热点课题。根据裂纹面的应力状态，从断裂力学角度将岩体的裂纹扩展分为拉剪复合断裂及压剪复合断裂。应用工程近似裂纹失稳准则，分别推导出两种破坏模式的临界水压计算公式，并对其随裂纹方向及地应力侧压系数变化规律进行分析。结果表明，当侧压力系数等于1.0时，临界水压并不随裂纹的方向而变化；在拉剪复合断裂模式下，裂纹与主应力方向平行时最易发生水力劈裂；在压剪复合断裂模式下，当压剪断裂参数与裂纹面间摩擦系数之差大于零时，其规律性与拉剪复合断裂模式基本一致；但当其差值小于零时，裂纹与最大主应力夹角呈45°及135°时最易发生水力劈裂。

随着新型武器的发展，在当今的人防工程中对防护层的功效要求越来越高。以工程抗爆设计为背景，主要研究了如何在防护层中利用空穴来绕射和屏蔽应力波的问题。经过大量计算发现，空穴的几何形状及尺寸效应等对其后方的应力波削减有显著影响。针对常见的方形和圆形空穴，提出了孔穴后方、位于其对称轴上点的轴向应力σy峰值削减因子DF的2个近似拟合式子。可分别用来估算在一定条件下孔穴后方特定位置处的削减因子，或用来计算所需空穴的尺寸，甚至可以推算为了达到某一削减效果而必须满足的最小安全距离等。其结果为在抗爆防震工程中智能的防护层的设计提供了一定理论依据。

在利用三维非接触式高精度激光表面形状测定仪精确测量岩石节理的表面粗糙形状并进行数值化表达的基础上，应用地理信息系统(GIS)技术，实现了岩石节理粗糙面的三维可视化。再对岩石节理粗糙面的三维几何特性参数（诸如表面粗糙度、裂隙张开度和粗糙高度等）进行统计分析并计算频数分布的特征数字。最后，根据频率直方图的分布趋势和频数分布的特征数字研究各几何特性参数的分布规律。结果表明，花岗岩节理粗糙表面起伏比砂岩大，但二者几何特性参数的分布规律相似，节理粗糙高度和裂隙张开度分布近似于正态分布规律，而节理粗糙面倾斜角分布近似于Γ分布规律。

在不同泵压和淹没压力条件下，针对不同类型的空化喷嘴，对空化水射流的空泡云特性和破碎岩石机理进行了一系列实验研究，探讨了空化水射流的空泡云与冲蚀能力之间的相互关系。优化空化喷嘴结构和工作条件以减小泵压，从而降低输入能量。空泡云的可视化研究显示缩放形喷嘴产生的空化云的长度和宽度比收敛形喷嘴的大。研究表明，空化水射流切割破碎岩石主要是由空泡的溃灭引起的，空泡云的长度等于靶距与切割深度之和；在切割破碎岩石时冲蚀效果只在开始几秒内发生，冲蚀深度并不随时间而增大。

深入分析了逆做法施工刚性桩复合地基在封桩前后的承载特性，推导出桩土应力比和桩身中性点深度计算公式。分析表明，对于逆做法刚性桩复合地基，调节桩土应力比（或桩土荷载分担比）可通过控制桩土间的沉降差（即封桩时 间）、置换率及桩长来实现。进行复合地基设计时应由变形控制。由一工程实例的实测结果验证，计算值与实测值吻合程度很高。

通过室内小比尺模型试验，模拟了两种边坡坡比、两种格栅以及3种加筋层数共计10种边坡结构在坡顶荷载作用下边坡和土工格栅的变形规律。研究了土工格栅加筋参数对路堤边坡结构性能的影响。试验结果表明，加筋能大幅提高边坡的稳定性和承载能力，并得出了土工格栅埋在土中的力学特征，对工程实践具有一定的指导意义。

实际工程中竖井地基具有成层性，有时竖井也并未完全打穿软土层。在竖井打设区满足竖井等应变固结理论、下卧层满足一维太沙基固结理论假设的基础上，将现有竖井地基固结理论推广到成层未打穿竖井地基情况。利用边界条件和竖直向连续条件，确定该系统的正交关系，并给出了其固结解答，该解具有广泛的适用性。通过对竖井打设区和下卧层层数的变化，即可获得现有关于简单未打穿竖井地基的固结解答。将该解答编制成应用程序，对一算例进行了分析。结果表明，平均固结度按孔压定义和按变形定义是不相同的，硬表层的存在会加快其下土层的固结。

以极限分析下限法理论为基础，应用有限单元思想离散结构物，建立了同时满足平衡条件、应力边界条件、屈服条件和应力间断条件的静力许可应力场，其中孔隙水压力被当作一种类似于重力的外力荷载。引入线性数学规划手段后，得到了考虑孔隙水压力的边坡稳定的下限法数学规划模型，由此可以求出安全系数的下限解及其对应的应力场。最后，以2个经典的土坡为算例，与多种方法的分析结果比较，论证了该方法的正确性。

介绍了对弱膨胀土路堤采用“膨胀土+石灰土+土工网”分层交错填筑的综合处治方法。通过现场试验测定了不同分层组合填筑结构型式土基的承载力和回弹模量，并分析了二者存在差异的原因。结果表明，采用弱膨胀土-石灰土这种结构作为膨胀土路堤的治理方案和采用弱膨胀土-石灰土-土工这种复合结构型式作膨胀土路堤的包边处理是科学合理的。只要各结构层施工质量能够满足设计要求，采取这种结构形式，一方面可以充分利用沿线的弱膨胀土材料，另一方面又可以充分利用弱膨胀土自身的强度优势，保证路堤的稳定。

研究了粉煤灰、粘土、膨润土等从溶液中去除有毒金属离子Zn2+的吸附过程。动态试验显示吸附过程是快速的。吸附试验结果表明，粉煤灰、膨润土对Zn2+的吸附能力相当，但远大于粘土、粉质粘土。平衡吸附模型充分说明，在高浓度下Zn2+在粉煤灰、粘土、粉质粘土上的吸附符合Langmuir等温线。试验结果亦表明，随着吸附剂中Zn2+含量的增加，粉煤灰等吸附剂对Zn2+吸附的百分率均呈减小的趋势。

对顶进过程中管道纵向与环向钢筋应力及管土接触压力进行了现场测试。实测数据分析表明，管节开始顶进时轴力随顶进距离增大而增大，顶进到一定距离后，基本维持在一定范围内。管顶和管底的内侧钢筋受拉，外侧钢筋受压；管节两侧的内侧钢筋受压，外侧受拉。钢筋混凝土管道可看作柔性管道。环向钢筋受力很小，但变动较大。管土接触压力随管道的顶进一开始缓慢上升，到一定距离后基本保持在一定范围内。注浆对管顶接触压力影响较大，注浆后压力明显减小，可取为上覆土重；对左右两侧接触压力影响较小。注浆前左右两侧跟管顶压力相差不大，注浆后则要明显大于管顶压力。

岩体的地质结构特征是影响隧洞围岩超欠挖的主要因素，正确评价岩体的质量，对岩体进行分类，并研究岩体质量与隧洞超欠挖之间的关系对分析和预测隧洞超欠挖具有重要的意义。对隧洞围岩的RMR分类和Q分类与超欠挖之间的关系进行了详细研究，研究了在同类岩体条件下不同开挖洞径与隧洞超欠挖之间的关系，并由此建立了RMR分类和Q分类之间的关系，得出围岩的RMR分类和Q分类与隧洞超欠挖呈线性关系和对数线性关系，根据超欠挖建立起来的RMR分类和Q分类之间的关系比较符合工程实际。最后研究了超欠挖与围岩分类及洞径之间的复相关关系。

土体的应力应变时间效应对桩基长期沉降有重要影响。在长期荷载作用下桩基的沉降主要包括两个部分：桩尖刺入量和桩底土体的蠕变压缩沉降。采用Mesri蠕变模型描述土体的蠕变行为，用桩的Mindlin应力公式计算桩端和桩侧荷载在桩端平面以下产生的附加应力，用Boussinesq应力公式计算承台分担荷载产生的应力。分别给出了桩尖刺入量和桩底土体蠕变压缩量的计算方法，从而提出了一种考虑土体蠕变效应的桩基长期沉降计算方法。计算结果与桩基长期监测结果较为吻 合，表明在获得可靠的计算参数后可用提出的方法估算桩基长期沉降。

根据青藏铁路北麓河试验段2年以来的气温降温期的现场监测资料，对多年冻土区保护冻土路堤的3种典型结构型式的试验段（通风管路堤、抛碎石护坡路堤和保温材料路堤）各断面的地温规律进行了分析和积温计算。试验段初步计算结果表明，3种路基结构型式对于保护多年冻土区路堤均能起到一定的作用，为青藏铁路在多年冻土区保护冻土路堤的设计和施工提供了一定的理论依据。

岩石渗透率的大小往往具有明显的方向性，因而方向渗透率是矢量。介绍了方向渗透率的地质成因；分析了在理解和应用岩石渗透率矢量特性时容易混淆的一些认识，并指出：不能把两个不同方向上的渗透率矢量合成在一起而作为该合矢量所对应方向上的岩石渗透率，也不能把渗透率矢量在某个方向上的投影作为该投影方向上的渗透率值。此外，还推导建立了一种各向异性渗透率的定量计算模型，据此，可以计算出平面内任意方向上的岩石渗透率值。该渗透率计算模型可用于油藏数值模拟中不同方向上的传导率计算以及各向异性油藏中不同方位上的井距设计。

对冻结粉质粘土在三轴剪切过程中的结构损伤进行了CT技术动态测试。通过对CT图像及CT数的分析发现：在受载之前冻土结构已经存在孔隙、管状孔隙和低密度区等初始缺陷；变形过程中冻土结构的弹性损伤只占总损伤的比例很小，而结构粘塑性损伤的比例则很大；在三轴剪切过程中和蠕变过程一样存在结构损伤的弱化和强化现象，孔洞几何特征的改变和孔洞的长大、联合，颗粒之间的相互错动及滑移是冻土结构粘塑性损伤发展的重要特征。冻土的结构损伤主要发生在冻土屈服之后，这部分损伤不能用CT数的变化来定量计算。

针对高速公路软基处理设计和施工中存在的事后调整和盲目性的问题，提出了一种动态仿真设计的方法，实现了对软土路基施工的动态设计。该方法利用仿真计算，对路堤以及每一阶段的填土高度、速率进行设计，制定每一阶段的加载方案，并进行监测，利用监测数据对计算参数进行修正后代入仿真计算中对加载方案以及路堤设计进行调整，实现动态过程；重点解决了整个动态仿真设计的实现流程、软土强度增长的计算、参数修正方法等问题，使对整个施工过程进行动态设计和及时调整加载方案成为可能；该方法使施工监测控制由事后控制模式变为事前控制模式，有效避免或减少事故发生。该方法已应用于某高速公路软基施工，取得了很好的效果。

岩体地震动力破坏现象是常见但研究较少的复杂课题。利用物理模拟试验，研究了层状岩体边坡在强地震动作用下的变形破坏问题。按结构面走向平行和垂直地震动方向，对不同岩体结构特征的模型施加不同的幅值和频率的水平向地震动荷载，进行岩体的振动破坏试验。结果表明，结构面空间展布方向与地震动荷载的相互关系不同、结构面软弱程度不同，岩体变形破坏的形式和分布特征也不相同。岩体的动力破坏主要是岩体结构的破坏，即岩体结构的宏观破坏和微观损伤，岩体结构特征是控制其动力变形破坏的主要因素。极大的不均匀性是岩体动力破坏的显著特点，这与大量极震区岩体破坏的现象类似。但岩体动力破坏模式的建立和定量的力学分析还需更多研究。

某水电站坝前堆积体边坡的稳定性关系到该大坝的建设与运营。野外工作发现，它是深切冲沟型崩塌式堆积体，由下伏基岩和松散的堆积物组成。在1 360~1 450 m高程之间堆积体有一个较为明显的收口转向特征，这有利于增加其稳定性。在野外工作的基础上，采用目前较为通用的两种三维有限元软件(3D-Sigma和3D-Flac)对其稳定性进行数值模拟研究。结果表明：（1）堆积体的应力场主要表现为以自重应力场为主，其应力分布主要受岩性控制；（2）堆积体的潜在滑动面为堆积体与其下伏基岩接触部位的一定范围内；（3）堆积体的位移表现为向坡外(临空面方向)滑移，且中前缘的位移量相对较大；（4）堆积体前缘的收口效应改善了其应力状态，增加了稳定性；（5）堆积体的整体稳定性较好，在1 472~1 610 m高程之间的堆积体有可能发生局部的中浅层破坏。

对土工合成纤维土（TEXSOL）的补强机理进行了理论分析，研究了各种因素对纤维土补强特性的影响规律及已有纤维土强度计算经验公式的缺陷，并在大量试验的基础上确定了一系列经验系数如K，Q，R，P等，得出了各种影响因素与纤维土补强特性的关系。研究结果表明，纤维土粘聚力的增量与纤维的韧度、细度及纤维土的配合比等参数有关；提出了能反映多种影响因素的纤维土补强计算经验公式；最后将直壁高度法推广到纤维土挡墙的设计中，并应用所提公式对纤维土挡墙进行了内部稳定分析。

淤泥固化技术是淤泥资源化利用的一个重要方法，而有机质对淤泥固化效果的影响是淤泥固化技术研究中的重要课题。在淤泥固化的试验研究中发现有机质含量对淤泥固化的效果有着显著影响。通过对不同有机物含量的固化试验揭示了该种影响的规律，发现淤泥中的有机质存在着一个极限含量4.3 %，当超过这一极限含量后，有机质量的增加不再对固化效果产生更大的影响。根据这一研究结果，提出了对于高有机质淤泥采用水泥-石膏进行固化的方法。

利用现场抗拔试验测取锚杆荷载与锚杆位移的关系曲线(P-S曲线)，确定锚杆的极限荷载标准值，必须进行破坏性试验。结合锚杆抗拔试验数据，开展锚杆P-S曲线的数学模型研究，探讨了双曲线模型和指数模型模拟锚杆P-S曲线的效果。结果表明，指数模型能较好地模拟锚杆P-S曲线，其对极限承载力的预测也符合实际。

对平庄西露天煤矿边坡滑移模式进行了分析，得出软弱层面是控制滑坡的主因。针对抗滑桩埋设深度受限、不能对边坡深部的潜在软弱层滑移面进行控制而形成随深增加潜在滑移体积累的特点，对采用预应力长锚索加固深部弱层面的方式进行分析研究，结果表明采用预应力锚索加固可以明显提高岩体强度，消除沿弱层面滑移的安全隐患。在矿山的实际应用证明，预应力锚索加固深部弱层面效果良好，达到预期结果。

在黄土地区，植被恢复很慢，由于黄土本身的特性以及突发性的暴雨，对路堤边坡的冲蚀作用十分明显，甚至造成路基的坍塌。用格室防护黄土路堤边坡的冲刷试验研究，目前尚未见报道。通过一系列对比试验并详尽分析，发现土工格室对黄土路堤边坡冲刷防护的效果明显。在此基础上，对土工格室的冲刷防护机理进行了初步探讨。

为了解和掌握非饱和土中团聚体的分布和强度，自行研制了一台SMP—1型超微型贯入仪。首先介绍了该仪器的工作原理和组成，并以面团和石灰改性膨胀土为贯入试样，对该仪器测试结果的有效性和正确性进行了验证。测试结果表明，该仪器可以获得贯入探针刺入端阻力与刺入深度间的关系曲线，以及团聚体在三维空间上任一纵、横剖面内的强度分布等值线图，可显示出试样内部丰富的结构性和不均匀性信息。该超微型贯入仪的研制成功为研究工程土体中团聚体分布及其内部结构和强度提供了一个新的手段。

介绍了现浇混凝土薄壁管桩（PCC桩）成桩工艺。结合PCC桩在盐通高速公路软基处理中的应用，在现场对PCC桩施工工艺进行了试验研究，探讨了混凝土坍落度、拔管速度、施打顺序对PCC桩质量的影响，并对其充盈系数进行了分析研究。同时还对PCC桩质量检测方法进行了研究，并对可能出现的质量问题及预防措施做了初步探讨，可供相关工程参考

基于WEBGIS平台，根据浙江省地质灾害大调查和补充调查资料，结合浙江省气象台提供的雨季实时降雨量与降雨量预测信息，建立了浙江省突发性地质灾害预警预报系统。该系统目的在于：（1）建立浙江省突发性地质灾害信息库管理系统，实现对突发性地质灾害点分布和灾情信息的图形和数据一体化管理；（2）建立基于网络或其它通讯方式的滑坡（泥石流）灾害实时预警预报系统，实现与气象部门的连接，根据雨季的实时降雨预报和雨量资料，对浙江省滑坡（泥石流）灾害发生的空间范围进行实时发布。该系统核心是地质灾害预警预报模块，而模块是在区域地质灾害空间预测的基础上，结合实时的气象动态信息，研究在不同地质环境和不同气象条件下地质灾害体发生的规律，以提高区域地质灾害的预报精度。2004年的5月底到7月初的雨季中进行了试运行，该系统的预测情况与地质灾害的实际发生情况吻合性较好，表明预测方法和模型是基本可行的，且可操作性强。

针对深基坑施工中桩基支护方式的选择，以机器学习的新方法——支持向量机为工具，建立了桩基支护方式选择的支持向量机模型，并将该模型应用于具体的工程进行验证中。研究结果表明，该种方法是适应性较好的，具有很好的应用前景。

在边坡稳定性分析中采用强度折减弹塑性有限元方法时，所得到的总体安全系数在一定程度上依赖于所采用的失稳评判标准，通常以数值计算的收敛性作为边坡失稳判据。而有限元计算的数值收敛性受多种因素的影响，因而由此所得到的安全系数的合理性及其唯一性受到了质疑。为了考查目前各种失稳判据的合理性及其适用性，分别依据计算的收敛性、特征部位位移的突变性和塑性区的贯通性等3个失稳判据，针对某一典型边坡算例，采用强度折减弹塑性有限元方法进行稳定性分析，并与Spencer极限平衡法所得到的总体安全系数进行了对比。对比分析表明，以有限元数值计算的收敛性作为失稳判据在某些情况下所得到的安全系数可能误差较大，而采用特征部位位移的突变性或塑性区的贯通性作为失稳判据所得到的边坡安全系数与Spencer极限平衡法的计算结果比较接近，考虑到实用性与简便性，建议在边坡稳定性分析的强度折减有限元方法中联合采用特征部位位移的突变性和塑性区的贯通性作为边坡的失稳判据。