采用单向压缩试验研究了常州不同含水层饱和砂性土的蠕变特性。试验结果表明，饱和砂性土的变形既与应力有关，也与时间有关。在一定应力作用下，其变形随时间的增加而增加，经过一段时间后才能达到稳定，应变与应力、时间都呈非线性关系。对试验结果的统计分析表明：用幂函数可以很好地拟合饱和砂性土的应力-应变-时间关系。这一结论有助于更深入地研究长期抽水作用下的地面沉降问题。

通过大型室内模型试验，研究了土质基坑在开挖和预应力锚杆施工过程中土中应力、锚固段应力及基坑壁侧向位移的变化规律。结果表明，在基坑开挖过程中，基坑壁附近的土体应力状态变化显著；锚杆锚固段应力呈非线性递减分布；基坑壁侧向位移随施工过程的进行而呈增大的趋势。在模型试验基础上，对土层锚杆的锚固和变形机理进行了探讨，结果表明：必须建立一个包括基坑周围土体以及锚杆等在内的完整力学模型，且考虑施工过程，才能较精确地求解基坑周围应力场和位移场。

《规范》（GB50290-98）规定采用圆弧稳定性分析法计算加筋垫层路堤的抗深层滑动，所得到的最小稳定安全系数往往偏低，未能反映筋材所起的全部作用。经对土与土工织物相互作用的机理分析认为，对于具有中等拉伸强度和变形模量的织造土工织物，由于填土高度的增加使加筋垫层路堤与地基进入极限平衡状态的情况下，会表现出抗剪、抗拔和抗拉3种相互交叉的阻滑补强作用。通过3个现场足尺试验破坏堤段的比较，及对有1层土工织物加筋的试验堤段，按圆弧滑动法求出这3种阻滑机理下的最小抗滑稳定安全系数，说明了采用土工织物的阻滑补强作用效果；在具体工程中，会存在一种主要的阻滑作用机理。利用现场足尺破坏试验的实测资料提出，采用通过沉降最大值的堤基中心点的新的滑弧可使路堤的稳定分析计算更接近实际；在比较加1，2层和不加土工织物时，新滑弧比原滑弧求得的最小抗滑稳定安全系数有明显的增大。

基于压缩、剪切、拉拔、抗拉试验结果分析了土工格栅加筋土的力学特性。通过室内模型试验研究了加土工格栅和不加土工格栅地基土的侧向位移和竖向位移随深度的变化规律、位移场、应力场、应变场。结果表明，土工格栅加筋垫层能有效地改变和阻止塑性区的形成和发展，对下卧软土地基起到扩散应力、均化应力的作用，控制软土地基塑性变形，增强地基延性和刚度，有效地控制地基竖向位移和侧向位移，增强地基的抗剪强度，增强整个地基的稳定性，提高了加筋土体的承载能力，为实际工程应用提供了可靠的理论依据。

在土工问题的数值分析中，包含变形模量E、泊松比 两个变形参数的增量线弹性模型是一种常用的计算模型，研究和掌握E和 两个参数对土工有限元计算的影响有助于分析计算成果。首先，设想固定某一个参数而观察另一个参数变化对计算结果的影响；然后，说明用强度折减有限元法分析土坡稳定安全系数时，实际上已同时考虑了变形参数的影响。可采用剪应力? xy的等值线近似形成滑动面，滑动面单元的应力水平S等于1和特征点的位移发生突变共同作为失稳判据；最后，是用强度参数为纽带探讨这两个变形参数的互相变化关系，即E愈大，则土的强度愈大，? 愈小。

膨胀土的胀缩等级评判是进行膨胀土处治的首要任务，开展膨胀土的判别与分类方法探讨具有重要意义。对现有膨胀土判别与分类方法进行了评价，对反映和表征膨胀土胀缩机理和特性的指标进行了深入探讨，提出了以能充分反映和表征膨胀土胀缩机理和特性的液限、塑性指数、自由膨胀率、小于0.005 mm颗粒含量、胀缩总率等5个指标作为膨胀土的判别指标，建立了一种新的膨胀土判别与分类方法，并通过试验进行了验证。新的膨胀土判别与分类方法具有准确度高、易操作的优点。

采用莫尔－库仑准则作为岩体的剪切屈服条件、极限应变作为剪切损伤判据、最大拉应力作为拉伸损伤判据，建立了适合岩体的弹塑性各向异性损伤数值模型。运用该数值模型研究了施工过程不施作支护结构和施作支护结构情况下地下采场覆岩的动态损伤演化过程，并与不施作支护结构时岩体采用弹性模型的数值结果进行了对比。数值试验重现了施工过程地下采场覆岩的动态损伤演化过程，从而为进一步优化支护结构设计、施工以及预防和控制地下采场塌方等工程事故提供了一种新的数值试验手段。

用有限元数值计算尝试了离层模拟，并分别采用数值模拟与相似模拟的方法研究了木架山矿区143剖面倾斜采空场处理时的地表移动与覆岩破坏规律。研究发现，随着矿柱的崩落，覆岩跨度不断增加，引起的地表移动范围也不断增大，地表垂直沉降范围大致为跨度的1.5～1.7倍，垂直沉降曲线始终对称于最大沉降点；水平移动的范围大于垂直沉降的范围，最大水平移动量大约为最大沉降量的40 %，且水平移动不对称。另外，当覆岩发生整体下沉时离层主要存在于跨度两端，离层由层理剪切破坏引起。

指出目前人们使用了40多年的岩石巴西圆盘试验拉伸强度公式来自二维弹性力学解答，该公式不适用于实际情况所对应的三维弹性力学问题。为了得到三维条件下试样内部的应力分布规律，采用三维有限元分析软件Marc对试样进行了弹性受力分析，结果表明，试样横截面上的拉应力分布规律与二维条件下的情况相类似，但横截面上的应力值沿试样厚度方向是有变化的，越靠近两端面，水平拉应力越大。分析发现，对于高径比为1、泊松比为0.25的巴西圆盘试样，按二维公式计算的抗拉强度比真实值小23.3 %

基于饱和地基多孔介质理论，考虑了水土的惯性及耦合作用，研究了横观各向同性饱和地基的稳态振动问题。利用Hankel变换，得到饱和土的位移、应力、孔压的积分形式的解，由此利用数值Hankel逆变换给出了数值算例，最后讨论了横观各向同性饱和地基各向异性对地表竖向振幅的影响。

分析非线性弹性地基上受参数激励小挠度矩形薄板的主参数共振问题，由冯卡门方程和伽辽金方法得到系统的非线性振动方程，它是杜分-马休型方程，应用非线性振动的多尺度法得到平均方程。数值计算结果表明：阻尼系数、地基系数、几何参数对主参数共振曲线影响明显。

在实际工程爆破中，水不耦合炮孔是较常见的，其中水不耦合装药系数是影响爆破效果的关键因素之一。该系数取不同的值，将产生不同的应力波传播机理以及介质的损伤破坏程度。以往的研究主要集中于理论解析法和模型试验法。基于大型非线性动力分析软件LS-DYNA，采用著名的混凝土损伤Johnson-Holmquist-Concrete模型，针对无限混凝土介质水不耦合装药爆破中不同径向耦合系数Kd，展开了对比数值计算，综合分析了损伤破坏区分布和孔壁压力、加速度以及速度等与径向不耦合系数间的关系，得出的结论具有一定的参考价值。

土的抗剪强度参数一般通过三轴压缩试验确定。而三轴压缩试验中土的应力状态是轴对称的，这往往与实际工程中土体的受力情况不相同。因此，探讨一般应力条件下与三轴应力条件下强度指标之间的相互关系是至关重要的。基于砂土的空间滑动面强度准则即SMP准则，针对不同中主应力系数，通过数值分析探讨了中主应力系数对砂土抗剪强度指标的影响。分析结果表明，中主应力对土的抗剪强度指标具有显著的影响，一般地在平面应变条件下这种影响最大。

针对水电工程中的地下洞室群围岩稳定问题，采用三维离散元软件3DEC, 首先对围岩可能出现的破坏类型进行了分析，然后建立计算模型，对随机结构面进行了模拟，最后计算出了开挖过程中可能出现的破坏块体。使用的方法和得出的结论对类似工程具有一定的参考意义。

研究了波动水流对海堤织物滤层的水力要素及过滤机理。粒径小于0.6 mm颗粒间存在粘着力；同时，由于滤层和堤体的渗透流速不一致，则堤体界面的土颗粒将受水流剪应力的作用。在分析了使土颗粒发生变形的水流剪应力、变形土体周壁的屈服应力和波浪压力等后，根据平衡原理，建立了织物滤层的保土性准则。

岩土工程本身的复杂性使岩土工程的三维模型分析结果与实际有一定的误差。利用已有的工程反馈资料，对模型参数进行反演分析。修正易调整的误差因素，来弥补不易调整的误差因素，将模型计算结果的最终误差降到最小。将得到的反演参数用于下一阶段的模型分析，由此获得的三维计算结果更接近真实值。

真空度与孔隙水压力是两个不同的概念，在土体中某点真空表测试的真空度与测点处的孔压差并不相同，但它们有着内在的联系。根据气体状态方程和平衡方程，推导出在某点真空表反映的真空度值与孔压计反映的孔压差的理论关系式。测点在地下水位以上时，两者的测试结果是一致的；测点在地下水位以下时，真空度小于孔压差，两者可按公式进行换算。测试结果表明：现场实测结果与理论计算结果基本吻合，证实了理论推导的正确性，也说明了真空表内真空度与孔隙水压力的关系。

介绍了复合材料土钉的特点：高比强、可设计性、廉价性、环保性等，并制作了直径为21 mm的杆体，进行了抗拉试验，总结了拉挤杆体的一些特性；并用有限元对钢筋土钉、复合材料土钉和预应力复合材料土钉3种支护基坑的变形与破坏进行了对比分析，结果表明：(1) 复合材料支护基坑的变形与钢筋土钉、预应力复合材料土钉支护基坑的变形区别很大；(2) 在深度小于10 m的基坑，预应力复合材料土钉与钢筋土钉支护基坑的变形接近。(3) 3种支护方式的基坑沉降位移的区别不大。

针对降雨入渗土坡的稳定问题，建立一个考虑水力渗透系数特征曲线、土-水特征曲线以及修正的Mohr-Coulomb破坏准则的非饱和土流固耦合有限元计算模型，进行雨水入渗下非饱和土边坡渗流场和应力场耦合的数值模拟，得到非饱和土边坡变形与应力的若干重要规律。研究成果为降雨入渗条件下非饱和土边坡的稳定分析提供了基础。

采用多功能静动液压剪切仪进行了室内动力循环试验，研究了饱和重塑粉质土孔压变化规律。其特殊之处在于试验是在达到液化标准后继续施加动荷载直至孔压平稳为止。这个过程模拟了液化后严重破坏情况以及孔压发展的完整过程。研究发现，粉质土孔压可以用一个改进的指数形式来描述。该表达式能拟合较多的前人研究孔压成果，而且弥补了前人研究成果中可能出现的极限孔压比围压大的缺陷。理论分析和数据验证都表明该表达式具有较好的适用性。

以粉土和4 %石灰、2 %水泥+2 %石灰、4 %SEU-2型固化剂、8 %SEU-2型固化剂处理的粉土为研究对象，通过不固结不排水三轴剪切试验(UU)和固结不排水三轴剪切试验(CU)对变掺量、变龄期条件下粉土及稳定土的强度和变形特性进行了研究。试验结果表明：粉土及其稳定土的应力-应变曲线主要为软化型。SEU-2型固化剂在改善粉土的凝聚力方面起了很好的作用，综合考虑了不同稳定方法的强度指标，表明掺SEU-2型固化剂是稳定粉土的最有效的方法。

依据活塞式驱替注浆渗流的数学模型，推导出高压注浆过程中浆体区和原水体区的压力分布, 以及停止注浆后井底压力消退情况。分析了注浆井底压力和原区压力与注浆时间、浆液粘度、渗透率、计算点与注浆井距离等关系；依据理论分析，并通过现场试验建立了注浆井底压力和水灰比的经验关系，将结果用于指导灌注桩高压注浆补强工程，取得了良好的实践效果。

在分析岩芯力学试验和测井等资料的基础上，提出了利用岩石力学参数进行地层压力检测的新方法。主要包括地区动静态岩石力学转换关系、地层孔隙压力与岩石力学参数关系、压力剖面中岩石力学基础参数求取等。结合测井资料数据，利用该新方法对某高压地区地层压力进行了分析。

采用声振法研究接缝和弹性地基脱空与声学特征变化的关系，利用有限元方法分析了有、无脱空接缝板的振动频率。通过声振法检测，得出地基脱空的范围及大小与声学特征参数具有很好的相关性，以某一脱空路面为例，通过计算分析，提出采用基于信息融合理论的集成神经网络技术对刚性路面脱空状况进行识别。为用声学特征进行地基脱空等缺陷无损检测提供了理论和实验依据。该法速度快、精度高，便于实际应用。

提出了基于支持向量机（SVM）模型对公路软基沉降进行预测的一种新方法，工程实例预测结果表明，在同样的训练均方误差下，SVM模型预测能力要优于BP神经网络模型，同时该模型能够综合利用分级加载过程中的沉降观测数据作为训练样本集，比仅依靠预压期内部分实测沉降数据的双曲线法更能反映地基土的变形趋势。因此，将建立的SVM模型应用于公路软基沉降预测能够更准确地反映实际沉降过程

通过对方形和圆形基础地基极限承载力的经验公式、理论解、静载荷试验结果进行对比分析，得到下列结论：对于砂性土，经验公式和理论解的计算结果明显偏小；对于粘性土，Vesic经验公式的计算结果更接近静载荷试验结果；李伟理论解适合于软粘性土，而周中理论解适合于高强度的粘性土。

建立了同时考虑微裂纹发展过程、渗透压和变形影响的岩石各向异性渗透系数张量，推导了所建立本构模型和渗透系数张量的单轴拉伸方程，并和实验结果进行了对比。结果表明，建立的本构模型能够反映岩石的弹性阶段、非线性强化阶段、应力跌落阶段和应变软化阶段的特征；能够很好地反映有渗流时岩石抗拉强度降低等渗流岩石力学特征；建立的渗透系数张量正确反映了随着岩石损伤的发展岩石中渗流的各向异性规律。该模型也适用于岩体。

堤坝发生管涌破坏时，渗流场具有强烈的空间特性，管涌发展过程的数值模拟对于堤坝工程管涌预防与治理都具有重要的参考价值。提出以一维通道嵌入三维块体的方法，克服了在三维问题有限元模拟方法上存在的困难。在探讨均质土坝管涌发展过程模拟方法的基础上，使用数值方法分析了土坝管涌发展过程的渗流场时空分布特性；揭示了管涌发展过程中渗流力集中状况及其变化规律。研究表明，改善渗流场的形态是防治堤坝工程管涌的关键措施。

应用面向对象方法来研究有限元，是对有限元新方法的有益尝试和创新性发展。通过对比面向过程和面向对象的程序设计方法，讨论了面向对象方法与有限元程序设计相结合的优点，并简要回顾了国内外面向对象的程序设计方法的研究进展。应用面向对象的程序分析方法，建立了三维脆塑性有限元分析类库。采用VC++和Matlab混合编程的手段，设计了基于Windows98/2000/NT操作平台的面向对象的三维脆塑性有限元分析软件，成功地分析了国内某大型水电站地下硐室群围岩稳定性，验证了该面向对象有限元分析程序的有效性和实用性。

在厦门海底隧道轴线的地质剖面图上，选取了4个典型的剖面，应用多裂隙岩体三维弹塑性本构关系和损伤演化方程进行数值分析研究，得到了应力分布、洞周位移、塑性区、损伤区等结果。通过对应力扰动区的分析，以及隧道轴线位置、轴线升高或降低后各剖面应力扰动范围与弱风化层厚度的对比，很容易确定厦门海底隧道的最小顶板厚度；根据应力分布、洞周位移、塑性区、损伤区结果，评价了海底隧道的开挖稳定性。二者的有机结合，说明了将设计方案的轴线位置提高4 m后隧道是稳定的。

受场地地质条件的限制，很多建筑物采用高压缩性的软土作为天然地基，软土地基的不均匀沉降会威胁到结构的安全。不均匀沉降受上部荷载、结构刚度以及土层的不均匀性等因素的影响，传统的分层总和法不能全面地考虑这些因素。因此需要一种更为有效的分析方法来预测建筑物的沉降情况。采用结构、基础与地基共同作用的分析方法，对一栋倾斜的砖混建筑物进行三维数值模拟分析。通过与实际观测结果相比较，证明该方法能很好地分析建筑物的不均匀沉降情况。

水库滑坡抗滑桩工程设计是多年来工程界研究的热点课题。如何合理的确定设计滑坡推力对于抗滑桩的优化设计是十分重要的。在深入研究剩余下滑力曲线的基础上，针对《规范》与工程设计中存在的一些问题，引入“基准工况”与“控制设计工况”的概念，对桩位于抗滑段与下滑段提出不同的设计滑坡推力的确定方法，并将其应用于宋家屋场滑坡治理工程设计中，将产生巨大的经济效益。

为了研究利用外掺剂加快吹填泥浆的沉积落淤问题，找到能够使吹填土尽快地从泥浆状态转变为具有一定承载力的地基方法，将吹填泥浆中分别加入水泥、生石灰、水泥和生石灰混合剂，通过沉降柱试验模拟了外掺剂作用下吹填泥浆的落淤、自重固结、预压下强度增长等过程，并从粒度成分、矿物成分、和微观结构方面进行了加固机理的分析，从而在吹填的同时对吹填泥浆进行加固。结合处理前后相关试验结果的对比分析发现，外掺剂能够加速吹填泥浆的落淤、固结及强度增长。

通过十字板剪切试验、轻便触探试验、室内含水量试验、室内直剪试验等试验手段分析了某高速公路黄土边坡的植被加强作用，即植被对斜坡土体力学参数的影响，研究了两种植被区域：狗牙根和结缕草与高羊茅混播区。并定量研究了植被根系对浅边坡的影响，试验结果表明，植被对浅边坡稳定性具有潜在影响。该研究对指导工程实践具有理论和实用价值。

考虑了土石方开挖工程中的大量随机模糊现象，利用计算机仿真技术，开发出土石方开挖仿真系统。探讨了土石方开挖工程仿真系统的开发技术，并重点研究了随机模糊仿真模型的建立问题。所建立的仿真模型可以较好地反映土石方开挖施工过程，仿真系统可以为优化设计方案以及决策提供有效分析方法和评估依据。

将研制的土工膜应变计应用于三峡工程二期上游围堰现场，以监测防渗土工膜在工程中产生的实际应变，并获得了满意的大应变监测成果。埋设于上游围堰不同高程的18支土工膜应变计，在较长时段内，不仅全部观测到防渗土工膜在施工阶段围堰填土碾压产生的应变规律，如0+500断面的10支土工膜应变计均测得11 %～19 %的大应变值，而且大部份应变计一直工作到极限量程才损坏。其中除了0+500断面因施工加载速率过快而导致防渗土工膜较早产生较大的变形，使得10支应变计在埋设后的施工填土3个多月内即陆续超量程损坏之外，其余的土工膜应变计工作寿命长达3年多。埋设于0+500子堰和0+930断面的土工膜应变计，在2000年和2001年夏季汛期中及汛期后，有些监测点的应变陡增到16 %～20 %之间，据此可以推测，此时该测点处的堰体产生了较大的变形。防渗土工膜的应变监测结果不仅与围堰构筑时的加载速率相关，并与围堰拆除时所发现的变形情况相吻合。