提出一种基于有限元应力变形计算的边坡稳定分析方法，仍假定滑动面形状为圆弧形，有限元网格由一组同心圆作为纬线，一组竖向线为经线构成。对两相邻圆弧线所夹的弧形带分析滑动力和抗滑力，建立平衡方程，确定安全系数，其中小值安全系数对应的弧形带为可能的滑动带。变化圆心位置用优选方法寻找最小安全系数对应的圆心，从而得出真正的滑动面。算例分析表明，该方法计算所得安全系数与Bishop法接近，是合理的，其突出优点是由有限元计算直接得出滑面上的应力，而不须作近似的插值处理，因而应力更准确。该方法可以考虑土的非线性变形特性，也更符合土的实际情况。此外，用有限元计算得出位移，亦可将稳定分析和变形联系起来，为现场通过位移监测来估计边坡的稳定性提供了可能性，同时也为膨胀土边坡的稳定分析中考虑膨胀性的影响提供了可能性。

推导了6节点无界元的相关公式，并采用VC++和Matlab混合编程的手段，设计了基于Windows操作平台的面向对象的有限元与无界元耦合分析软件。应用该软件，成功的对某大型水电站地下硐室群的稳定性进行了有限元分析和有限元与无界元耦合分析，验证了公式的正确性。分析表明，在无限域和半无限域的岩土工程问题中引入无界元可以达到消除“边界效应”和提高计算效率的目的。

将概率统计理论引入砂井地基固结问题的分析中，克服了现行“确定性”分析和设计法的不足。对砂井地基固结的概率分析进行了系统全面地研究，提出了砂井地基固结概率设计的设计系数法。该法用设计系数将砂井地基的固结概率设计与常规设计联系起来。径向固结系数的设计值等于其标准值与设计系数的乘积，也等于其均值与中心设计系数乘积。推导了径向固结系数为对数正态分布和伽玛分布时设计系数的计算公式，并据此研究了设计系数的变化规律。中心设计系数是径向固结系数变异系数的减函数，而是失效概率的增函数。研究了径向固结系数标准值的计算方法。为便于工程查用，提供了设计系数图表。提出了砂井地基固结概率设计的一般步骤，并用算例说明了该法在实际工程中的应用。

研究了在给定桩顶轴向动位移条件下非线性粘弹性嵌岩桩纵向振动的混沌运动。假定基桩材料满足非线性弹性和微分型线性粘弹性本构关系、桩周土反力及阻尼分别与位移及速率成正比，得到基桩的运动方程为非线性偏微分方程。利用Galerkin方法将方程简化，并对简化后的系统进行了数值模拟计算，得到了土反力、土阻尼、桩身阻尼比较大、比较小和很小等情形下不同参数时基桩运动的时程曲线、相平面图、功率谱图、Poincare截面及分岔图等。结果表明纵向振动的非线性粘弹性桩可以呈现周期运动、准周期运动、分岔或混沌运动。

简要分析了连续介质饱和非饱和渗流数学模型，并讨论了渗流有限元计算中的有关问题，同时研究了降雨入渗机理及模拟方法，在此基础上编写了非饱和渗流程序SUSC。运用该程序模拟了某边坡降雨过程渗流场的变化情况。计算结果表明，在降雨入渗作用下边坡顶部迅速被饱和，随后表面雨水逐渐向边坡深部下渗，形成从坡顶往深部压力水头等值线由高(零)→低→高的封闭现象。随着降雨的继续，边坡顶部负压区进一步缩小，且负压绝对值减小。降雨结束后，由于上部地下水的继续下渗，在边坡的一定范围、一定时间内压力水头继续升高。根据计算结果可知，局部地方的压力水头最高值出现在降雨结束2 d左右，往后整个边坡非饱和区地下水压力水头全面下降，逐渐恢复原状。模拟结果总体可靠，可作为边坡稳定性分析评价及边坡排水加固的参考依据。同时表明，运用上述饱和非饱和渗流模型及降雨模拟方法，计算降雨条件下边坡岩体的渗流场是可行的。

注水问题的含水层位移模型求解的难点在于边界条件的恰当处理。根据Theis定流量抽水与注水水流模型的反对称特性，假定注水位移模型的无限远通量边界与抽水位移模型的无限远通量边界也具有反对称性，从而得到Theis定流量注水的含水层位移模型解答，发现定流量注水与抽水的含水层骨架颗粒位移速度、累计位移量、径向应变及切向应变的解答均互为反号值。注水过程中含水层在径向有两种形变区，依次为膨胀区和挤压区。在膨胀区和挤压区的界限处，径向位移取得最大值。如果假定含水层顶底板不动，注水导致的地层相对位移足以产生水井或油井套管变形和折断破坏。注水时含水层在切向处于恒拉张状态，这可能导致井壁围岩产生径向放射状张裂缝。

采用针对横观各向同性饱和土体u-w形式三维粘弹性动力方程，考虑土骨架的粘弹性性质且基于粘弹性理论，通过运用Fourier 展开、Laplace 和Hankel 积分变换方法和引入中间变量，将含有粘弹性参数的六元二阶偏微分运动控制方程组，化为2组各含4个未知变量的常微分方程组，从而给出了柱坐标系下粘弹性横观各向同性饱和土体在非轴对称动力荷载作用下的瞬态反应的土骨架位移分量、孔隙流体相对于土骨架的位移分量瞬态反应一般解。在此基础上，引入初始条件和边界条件，对垂直向和水平向动力荷载作用下半空间边值问题进行了求解。根据动力时域解答的一般解，利用Laplace和Hankel 数值逆变换技术，编制了相应的数值计算程序。并进行了实例验证和弹性、粘弹性解的对比分析。结果表明，在进行横观各向同性饱和土体动力分析时，考虑土骨架的粘弹性是必要的。

对具有单一裂隙的巷道围岩问题，用边界元分区算法沿裂隙面将围岩分区，对每个子域分别建立边界积分方程。在裂端配置1/4面力奇异单元，对张开或闭合的裂隙，既模拟了裂端位移 的变化规律，又模拟了裂端应力1/ 的变化规律。以应力强度因子为指标，依据岩石断裂理论，系统地分析了裂隙几何位置、双向加载侧压比、裂隙面摩擦系数、裂隙长度等因素对围岩稳定性的影响，得出一些有价值的结论。该数值方法适用于分层介质中及复杂几何形状的巷道裂隙围岩稳定性分析。

在物理模型试验中分析了混凝土结构损伤演化中的分形行为，揭示了混凝土结构的裂缝生长及表面裂缝分布具有分形特性，表明分形维可以定量描述表面裂缝分布。利用分形几何学研究混凝土结构的损伤演化过程，证明了结构表面裂缝分布分形维与结构力学性能之间存在良好线性相关性，认为表面裂缝分形维可作为度量混凝土损伤程度的损伤特征因子。与基于振动理论的损伤特征因子相比，这一新特征因子具有自己的一些特色和优势，为创建新的混凝土结构健康诊断和安全性评价方法体系提供了一条新途径。

从影响基坑周围土体沉降的诸多因素中选出3个主要因素：弹性模量、降水深度和渗透系数，利用二维有限元法分析了它们对基坑周围土体沉降性状的影响。同时通过建立二维有限元模型，研究了工程上采用的回灌和止水措施对减小地表变形的作用。研究表明，使用回灌井、回灌沟或止水帷幕措施可减小地表总沉降和不均匀沉降。

抽水引起周围地面沉降和构筑物地基沉降已成为工程建设中的一个环境灾害问题。根据抽水引起周围地面沉降的机理分析，提出了由抽水引起地下水水头压力变化、含水层颗粒迁移、含水层压缩和水体的膨胀的更具普遍意义的地下水运动方程，该方程可以简化成Biot和Helm的地下水运动方程。在此基础上，通过实例分析和方案对比，提出了抽水引起周围地面沉降的防治措施，并分析了各种措施的适用范围及优缺点。

前期固结应力是土体的一个重要指标。从e-logp曲线形状入手，分析了既有数学模型存在的不足，提出了用著名的Harris模型来拟合e-logp曲线的思路，通过分析对比发现，该模型比传统的3次甚至4次多项式模型更优越。采用0.618法和最小二乘拟合法编写了求前期固结应力的程序，其输入数据简单，计算结果精度高。实例计算表明所提出的曲线模型具有一定的参考价值。

抽水蓄能电站常采用沥青混凝土进行库底防渗护面处理，过快的蓄水速率和过大的蓄水水头可能导致库底护面开裂。以某抽水蓄能电站的上水库为例，用考虑Biot固结理论的平面有限元法，在依据沉降观测点实测资料优化确定地基土模型参数的基础上，分析了水库蓄水速率和蓄水水头对库底沉降量、沉降率及库底沥青混凝土应变率的影响。结果表明，蓄水速率对地基的最终沉降值影响不明显，而在蓄高水位历时内，地基的沉降增量和最大沉降率均与蓄水速率和蓄水水头有很好的相关性，沥青混凝土的最大应变率仅与蓄水速率相关。

通过桩土相互作用的振动台模型试验，获得了不同相对密度的砂土在振动液化过程中桩身弯矩随土层振动累积孔压的变化关系。进而通过拟静力方法，确定了土层液化过程中的衰化p-y曲线，并计算出桩身弯矩的分布。计算结果与实测结果的比较分析表明：若土层的振动累积孔压比ru≤比≤0.2时，桩的水平承载能力没有明显降低。当土层的振动累积孔压比ru≥0.8时，若土层的相对密度Dr≤40 %，桩的水平承载能力降低90 %；若土层的相对密度Dr≥50 %，桩的水平承载能力降低75 %。

基于一种盾构加载模型并引进间隙参数的概念，对盾构隧道周围土体位移的机理及预测方法进行了总结。盾构相对于设计轴线的偏移是影响土体变形的主要原因之一。确定间隙参数是应用解析方法的关键步骤，提出了一个半经验、半解析方法，并针对一个工程实例把现场测量值和理论计算值进行了对比分析。

将杆系结构有限单元法与荷载传递迭代法相耦合，形成一桩基沉降分析计算的混合法。采用近似解析解中Randolph and Wroth’Model与双曲线模型相结合，模拟桩身与桩周介质边界上剪切滑移的非线性。桩间相互作用在采用弹性理论Mindlin方程解答计算，并考虑了桩间“加筋与遮帘”作用。桩周土介质非均质性特征，采用指数函数模拟。分析了刚性承台下群桩桩数、桩长、桩间距和桩土模量比等群桩工作特性的影响。尤其是桩台基础沉降对群桩相互作用影响机制的研究，对桥梁拼接等对桩基础沉降要求严格的工程有重要的借鉴意义。

以天津地铁一号线工程为背景，通过现场实测得到了盾构推进过程中地表的变形规律和隧道周围土体的扰动规律。利用有限元程序ABAQUS的单元生死技术模拟盾构前进过程，并对工程盾构开挖过程进行了仿真模拟。结果表明计算值与实测值吻合良好。

现有的地基临塑荷载及极限承载力公式均以Mohr-Coulomb强度理论为基础建立的，没有考虑中间主应力的效应，其计算结果一般偏小，没有充分发挥土体强度潜能。基于统一强度理论考虑中间主应力的影响，以Terzaghi公式的假设与原理为基础，导出地基极限承载力公式的一般形式，太沙基地基极限承载力公式是其特例。由于考虑中间主应力的影响，计算的地基承载力比太沙基地基极限承载力要大，可发挥土体的强度潜能，得到一系列的解答。

高围压和低围压对冻土的变形性能及力学指标有不同的影响。对冻结粉质粘土进行了3种负温、4种围压下的三轴试验。试验结果表明：在温度相同时，不同围压、不同应变速率下的应力-应变曲线具有相同的形态，其三轴抗剪强度与围压及温度有明显的线性关系，与应变速率成指数关系；变形模量与围压没有明显的相关关系，但与温度成线性关系，与应变速率成指数关系。而且从冻土结构角度分析了冻土变形及其强度表现的内在原因。

为了探讨厦门砂土的动力特性，对厦门金秋豪园场地的中粗砂和细粉砂做了一系列振动三轴试验，并对同一场地的含泥中砂做了4个共振柱试验。根据试验结果，确定了中粗砂与细粉砂的液化曲线和动本构关系，提出了相应的动孔压模型，得到了含泥中砂在小应变条件下动剪切模量和阻尼比的变化规律。

在回顾分析国内外利用扁铲侧胀试验评价地基土性参数基础上，介绍了应用扁铲侧胀试验（DMT）和其它试验手段进行高速公路软土地基综合分析评价所取得的一些成果。根据扁铲侧胀试验结果估算的不排水抗剪强度与十字板试验结果基本一致，并能够反映土的强度随深度增长的规律，也分析了造成扁铲侧胀试验结果与室内试验结果之间差异的因素，研究结果可为扁铲侧胀试验在我国岩土工程领域的应用提供参考。

裂隙性粘土是一种具有特殊性质的粘土，这种粘土边坡的破坏是渐进性的，传统的极限平衡法无法描述分析它的破坏过程和机理，也无法精确地判断它的长期稳定性。用FLAC程序对裂隙性粘土边坡的渐进性破坏过程进行了描述，算例表明在一定程度上用FLAC程序来模拟边坡渐进破坏和进行稳定性判断是可行的。

节理化岩体力学参数是岩体工程稳定性评价的难点与关键，而E.Hoek法正是针对节理化岩体破坏特点而提出的一种用于解决这一问题的岩体力学参数评价法。系统地介绍了E.Hoek岩体力学参数评价法的原理，讨论了其操作的关键问题，并以长江三峡白衣庵滑坡节理化岩体为例，详细阐述了E.Hoek法在岩体参数评价中的应用。实例表明，该方法可较准确反映节理化岩体的力学特性，且简单、易行，值得在同类工程中推荐。

施工阶段的工程地质调查发现，宁（南京）西（西安）铁路内乡-镇平段南阳膨胀土成因类型上不仅有第四系冲积洪积粘土，而且发育上第三系湖相沉积粘土。不同成因的膨胀土具有不同的空间分布特征和工程性质，X射线衍射测试表明，南阳膨胀土的主要膨胀性粘土矿物是伊利石/蒙脱石混层矿物。物质组成和物理化学性质差异导致击实土在含水量变化条件下膨胀力和膨胀变形有明显的差别；对同一种膨胀土材料，其击实含水量越小，膨胀性越强，甚至含水量降低1 %～2 %，膨胀力就可以增加到200 %以上；击实膨胀土的直剪强度受到钙质结核含量的影响，对于膨胀势为高或强的膨胀土，结核含量小于15 % 时，经过干湿循环后直剪强度衰减量为40 %～65 %，结核含量为25 %～30 % 的强膨胀土直剪强度衰减量则低于30 %；对膨胀土的地质特征、工程性质、击实土的膨胀性和直剪试验结果进行分析，探讨其用于填筑铁路路基的适宜性，进行了填筑适宜性分级。依据研究成果制定的路基施工工艺取得了比较理想的工程效果

通过对11项典型工程场地进行原位取土及双桥静力触探原位测试分析，重点研究了上海地区薄层粘性土（或粘质粉土）夹层对液化判别的影响，统计分析了锥尖阻力qc、摩阻比Rf与土层粘粒含量的相关关系，提出了完全依据双桥静力触探试验的地基液化判别方法，在工程应用中取得了显著经济效益。

根据湖北省1950～2003年726个山洪地质灾害样本，分析了其时空分布特征。滑动t-检验显示，逐年灾害数在1974年、1988年前后出现两次显著性突变增多（其中山洪、滑坡增多最明显），逐年降雨量也相应有两次增加，二者相关系数可达0.3。表明我省年降雨量趋势性增加是灾害增多的主要诱因。进一步分析表明，暴雨以上强降雨是山洪、滑坡、泥石流、塌陷的主要诱因，连阴雨是崩塌的主要诱因，同时对滑坡、泥石流、塌陷有重要影响，对山洪灾害影响则较小。

液化是造成场地地震破坏的首要原因之一。自Casagrande的经典工作以来，对地震液化的研究已经取得了很大的进展。然而这些研究大多是针对于砂土而进行的，对于粉土液化研究的相对较少，且粉土的液化特性也有别于砂土。因此，在已有研究的基础之上利用粉土液化试验得出的结果，分析了粉土液化的机理、影响因素以及在振动过程中粉土中孔隙水压力的增长规律，认为粉土中的粘粒含量、密实度以及土的结构性对其抗液化能力有较大的影响。考虑到试验中振动次数的离散性，引入了时间参数的概念，根据动三轴试验结果提出了孔隙水压力增长的经验公式，可以比较方便地应用于计算液化的有限元程序中去。

介绍了一种新型基坑支护桩——挤扩支盘桩，探讨了挤扩支盘支护桩的挤密效应、受力机理、合理的结构形式以及作为支护桩的工作特性。土工模型试验表明：（1）与普通悬臂支护桩相比较，挤扩支盘支护桩的嵌固深度可减小15 %～30 %，弯矩分布比较均匀；（2）最大弯矩可减小40 %～80 %；（3）桩顶总位移减小30 %～60 %；（4）支护高度可增加20 %～30 %。挤扩支盘支护桩有着明显的技术优势和经济效益，并能降低风险，为中等深度基坑工程提供了一种经济合理的支护手段。

刚性疏桩复合地基是高速公路软基处理中一种较为有效的方法，现浇薄壁管桩复合地基作为刚性疏桩复合地基其中的一种得到越来越多地运用，但相关研究开展的较少。结合现浇薄壁管桩在威-乌高速公路软基加固中的应用，对该技术的设计计算、施工、检测等方面进行了介绍。检测结果表明，现浇薄壁管桩桩体质量好、桩芯土体具有一定的闭塞效应，承载力高，经济性优越。

作用在隧道衬砌上的水压力多大称为高水压？隧道工程界一直没有明确的分界值。以单线铁路隧道标准设计图为基础，以不用改变标准设计断面形状为原则，采用平面有限元方法计算和分析了衬砌的安全系数能否满足规范要求，研究了隧道衬砌高水压分界值。研究结果表明：单线铁路隧道直墙式衬砌高水压第一分界值为0.05～0.10 MPa，第二分界值为 0.18 MPa；曲墙式衬砌高水压第一分界值为0.20 MPa，第二分界值为0.40 MPa。水压力较大时，水压力成为衬砌结构上的主要荷载，高水压力分界值与围岩级别的关系不大，而与衬砌断面形状关系密切，曲墙式衬砌承受水压力的能力远远超过直墙式衬砌。单线铁路隧道按标准设计断面如果要承受水压也是有限的，超过40 m的静水头最好采取其它优化型式的断面。

南京地铁珠江路站-鼓楼站区间，穿越软~流塑状淤泥质粉质粘土地层和众多地面建筑物及密集地下管线。软~流塑状淤泥质地层压缩性高、强度低、易产生蠕动，围岩无自稳能力。在施工中采用大管棚+小导管超前预注浆+掌子面注浆隧道预支护方案及台阶法开挖与钢架、网、喷混凝土支护的综合措施。为了科学决策、安全施工，根据实际工况进行计算模拟、预测地表沉降，进行施工量测，实现了安全顺利施工，建筑物完好无损。

结合上海市某工程地基加固实践，对无填料振冲法加固饱和疏松粉细砂地基和井点降水联合低能量强夯法加固粉细砂及下卧扰动软粘土地基的两种技术进行了介绍，经过加固处理的地基均达到设计要求。通过对加固效果进行的分析得出一些有意义的结论，为类似地基处理提供了参考依据。

介绍了探地雷达技术的基本工作原理及其在某些领域的应用效果，提出了应用探地雷达技术进行城市固体废弃物填埋场选址、渗漏检测以及封场后覆盖层厚度测定等研究的构想，并探讨了探地雷达技术的可行性和技术优势。在总结相关文献的基础上，结合现场调查认为，应用探地雷达技术进行填埋场选址、渗漏检测以及封场后覆盖层厚度测定等研究工作是行之有效的一种新方法。

常规压水试验一般按三级压力、五个阶段进行。三级压力一般分别为0.3，0.6，1 MPa。但对于水库大坝、深埋地下工程等水头很高的工程而言，常规压水试验结果不能反映实际水头压力作用下岩体的渗透特性。试验在某花岗岩地区500 m深孔中进行，因此选定压力阶段为2，4，6 MPa。试验段长度取为6.5 m，钻孔中共取21个典型区段进行高压压水试验，试验结果表明，高压压水试验能很好地反映岩体透水性的变化规律。该地区属低渗透岩体，因此在该地下工程灌浆处理裂隙岩体时最小灌浆压力值应不小于5 MPa。