渗流模型是岩石流固耦合研究的一个关键问题。岩石在裂纹开始产生至裂纹充分贯通前，其渗透性质受内部孔隙和不断演化的微裂纹的共同控制。目前，岩石的渗流模型一般只是针对单纯的裂隙（或裂隙网络）或孔隙建立的，因此，不能很好地描述岩石裂纹扩展演化过程中的渗透性质和现象。针对这一问题，提出了岩石细观统计渗流模型，该模型将岩石裂纹演化过程中的渗透性视为一个非线性动态过程，同时，考虑了裂纹扩展演化和孔隙渗流的共同作用。因此，该模型可用于分析岩石裂纹扩展过程中的渗透性演化。

被动桩对侧向位移的土层起到遮拦作用的机理主要是土拱效应。采用有限元软件Plaxis 8.1，详细地研究了被动桩中土拱效应的产生机理，分析了导致侧向位移的荷载大小、土体性质、群桩以及桩土接触面性质等影响因素对土拱效应性态和桩土应力分担比的影响，分析表明，桩间距是影响土拱效应的最主要因素。

近年来刚性桩复合地基在工程中的应用日益广泛，但是，对该种复合地基在动力荷载下，尤其在是地震作用下的动力响应性状却研究很少。考虑地震作用下土-桩-上部结构之间的相互作用，采用三维有限元方法，对刚性桩单桩复合地基的地震响应进行时域内的模拟计算与分析研究，分析了这种复合地基与桩基础地震响应的差异，并对影响刚性桩复合地基抗震性能的一些因素进行了研究，得出了一些对刚性桩复合地基的抗震设计有参考价值的结论。

分析了小变形力学理论在分析软岩工程大变形时存在的问题，指出在研究软岩工程大变形问题时应该采用大变形力学理论，并给出了非线性大变形数值方法在软岩巷道工程中的应用实例。

根据大坝上游水库水温和气温观测资料，建立了大坝上游水库水温和当地气温的回归模型。采用有限元数值计算方法，分析了混凝土大坝的温度场，研究了混凝土大坝由于气温变化引起的应力场交替变化。研究表明，由于气温随季节的交替变化，大坝下游面浅层的最大主应力远大于混凝土的抗拉强度，进而导致混凝土大坝下游面的冻融老化甚至破坏。计算结果表明，有限元数值模拟结果与现场勘查结果基本一致。

通过对淤泥质饱和软粘土施加冲击荷载进行室内动力固结试验，研究了软粘土在冲击荷载作用下的应力、孔隙水压力、轴向变形等动态响应特征，并通过三轴剪切试验结果，分析冲击荷载对淤泥质饱和软粘土的加固效应。试验结论对于动力固结理论的完善和现场施工具有指导意义。

局部点插值法是一种新型的无单元法，该法构造出的位移和孔隙水压力的形函数具有 函数特性，所以，本质边界条件很易处理。首先，介绍了基本理论，给出求解比奥固结问题的主要公式。其次，对复层软基堆载引起的固结和沉降问题作了计算，其中节点采用均匀分布方式，且为了考虑土体的非线性特性计算程序中耦合了邓肯-张模型。最后，把计算值与有限元法、一维固结理论计算结果进行了对比。结果表明该法精度高，令人满意。

基于阶谱块体单元法，提出了二次覆盖的概念和一种分析岩石块体受拉开裂破坏的方法。该方法将块体及其一次覆盖在概念上细分为许多个积分子域，即二次覆盖。在二次覆盖上引入模糊裂纹模型，并把裂缝的形成视为一个粘塑性屈服流动过程，将开裂后产生的不平衡力进行转移，通过迭代使结构重新达到平衡。该方法既能考虑结构本身的不连续性，又能有效地模拟块体受拉开裂和裂纹扩展的现象。数值算例表明，计算结果基本合理。

运用多孔介质溶质运移理论及水力学原理，建立了土壤中难降解有机污染物释放的动力学模型，并对其模型进行了解析求解，运用实验数据对模型进行了验证。计算结果表明：所建动力学模型能很好地反映土壤中难降解有机污染物释放的真实过程，准确地描述土壤固相释放时液相难降解有机污染物浓度变化的规律，为准确预测和预报污染物在土壤中的扩散状况以及环境污染的治理、防止二次污染提供了可靠的理论依据。

建立了三维稳定渗流的p型自适应有限元分析的误差估计器。充分利用p型有限元前处理少、计算精度高和收敛速度快的优点，分析了p型有限元法求解渗流问题的技术特点，给出了求解三维稳定渗流的自适应升阶策略。通过具体算例，研究了单元阶次及网格尺度对计算结果的影响，验证了三维p型有限元法在求解渗流问题时的可行性。

对三维有限元位移场的插值问题进行了研究，提出基于Delaunay三角剖分的二次细分网格法。该法首先建立2个模型——整体模型和局部二次细分模型，对整体模型进行有限元计算和反分析得到初始地应力场和位移场；然后，基于Delaunay三角剖分，对整体模型的三维有限元位移场进行插值，插值结果作为局部模型的边界位移，局部二次细分模型再在此基础上进行有限元分析。最后，将该方法应用于工程实践，证明能提高计算效率，是切实可行的。

钻孔灌注桩连拱式组合拱结构是由大直径的钢筋混凝土钻孔灌注桩（拱脚支持桩）和小直径钻孔灌注桩排列呈拱型组合成一个组合截面，将水土压力产生的弯矩和剪力转化为沿拱轴方向的轴向压力，不仅受力合理，而且，有更好的截面效能，刚度和强度也比相同质量的桩（墙）式结构大得多，顶部用钢筋混凝土圈梁连接成整体，在不加撑锚条件下比桩墙式结构能支护更深的基坑，如开挖深度较大，可沿深度方向适当距离增加钢筋混凝土加劲肋，是一种新的支护结构型式，经济效益非常显著。通过在南京某大厦深基坑支护中的应用和土体开挖过程中，对其侧向土压力、桩身应力、支护结构的侧向位移及外侧土体的变形的实测研究，获得了连拱支护结构在软土地区受力和变形的基本规律。

裂隙岩体中的渗流和传统的多孔介质渗流在机理上存在本质的差别，这种差别主要表现为裂隙岩体在各种尺度上存在的非均质性。模拟裂隙岩体渗流的主要困难在于描述这种非均质性。目前的概念模型，包括等效连续体模型、离散裂隙网络模型和混合模型使用了不同的技术来预测裂隙岩体中的渗流。这些模型基于不同的假设和概念框架，有着各自不同的优缺点。在实际应用时，应当根据研究域的具体特点和所要解决的问题的要求对其选择，此外，还讨论了单裂隙的概念模型。

根据国际岩石力学学会于1995年推荐的一种测试岩石断裂韧度的新型试样－人字形切槽巴西圆盘试样，对其断裂韧度计算公式中的关键参数即无量纲应力强度因子（SIF）提出了一个改进的计算公式。采用分片合成方法结合有限元法对CCNBD试样的应力强度因子进行了宽范围标定，结果以表格的形式给出；并采用数据线性回归的方法，将标定结果以一个指数函数的形式给出。结果表明，与标定值相比，无量纲应力强度因子新公式的误差较小，并且囊括了CCNBD试样的较宽范围的尺寸，且查表使用方便，也为理论分析提供了条件。在此基础上，对岩石断裂韧度测试的尺度律进行了更进一步的探索，结果表明，利用新公式进行的尺度律分析是有效的。

研究城市垃圾填埋场的有机物降解沉降是非常重要的，有机物的降解沉降是填埋场的主要沉降，并且降解沉降将持续很长一段时间，较大的沉降能够导致防渗系统的渗漏并损坏覆盖系统。由于垃圾的非均匀性，其土工特性随地域及时间而改变，所以，计算垃圾填埋场的降解沉降是比较困难的。在试验及理论推导的基础上，提出了一种有机物的降解沉降模型，该模型参数较少，利用该模型预测了天子岭垃圾填埋场的库容及有机物的降解沉降。

高速公路建设中不可避免地会遇到各种结构类型的斜坡，其稳定性状况在很大程度上决定了工程的投资和工期。因此，研究其工程适宜性具有较大现实意义。从影响路堑边坡稳定性的各种因素出发，应用岩体力学理论和数值模拟技术研究边坡开挖过程中的变形破坏特征，分析地下水、时效特性和工程措施优化等对边坡稳定性的影响，对边坡信息化设计和施工具有一定指导意义。研究表明，路堑边坡岩体的变形破坏特征符合卸荷岩体力学行为，在最优坡度设计基础上，应当及时进行加固。

后压浆技术可大幅提高钻孔灌注桩的承载力，在不同的土层条件下，后压浆的加固机理会表现出不同的形式。软土中长桩承载力的提高主要来源于摩阻力的提高。根据软土中应用后压浆技术的钻孔灌注桩的静载试验及桩身应力测试结果，考虑到土体的连续性引起的变形，对各桩段实测的摩阻力与位移关系进行了修正，并用传递函数对摩阻力与位移关系进行拟合，得出各桩段的摩阻力极限值，从而真实反映出压浆后摩阻力沿桩身的分布规律。

应用力学原理从理论上分析了大型高速滑坡岩体与阻挡山体的碰撞过程，得出了碰撞后滑坡岩体的平均运动速度和运动方向的关系式；通过碰撞试验研究了滑坡岩体碰撞解体后的加速运动效应，得出了不同速度段岩体体积的分布规律，为进一步研究远程活动阶段碎屑流的形成奠定了基础，对防灾减灾具有重要意义。

依据常规试验成果，对岩土材料的剪胀、剪缩和应变软化特性进行简化后，利用弹塑性理论和体积平衡原理，推导出应变软化Tresca材料中扩孔问题的一般解答，并分析了不排水饱和土扩孔问题的规律性，对解决诸如沉桩挤土效应等工程问题具有一定的应用价值。

对特厚煤层条件下采用螺旋钻机开采细长窄煤柱的破坏过程进行了数值模拟。模拟结果再现了开采过程中煤柱破坏发生、发展直至塑性区贯通破坏的全过程，并从应力场演化分析了煤柱破坏过程的应力分布特征及破坏机理。

以大量黄土单线法、双线法湿陷试验的成果为基础，提出了用割线模量计算黄土由一个含水量情况到另一个含水量时增湿变形量的实用算法。利用它既可计算最大湿陷势，又可计算广泛存在的可能增湿湿陷势。

高水速凝材料是一种新型的固体混合材料，它与普通硅酸盐水泥相比有许多独特的特点：(1) 水用量大；(2) 速凝早强；(3) 可泵时间长；(4) 良好的塑性特性；(5) 极限荷载后强度具再发展性能。虽然，高水速凝材料在煤炭和冶金系统得到了较广泛的应用，取得了较好的技术经济效益，然而，在其它领域还未曾应用过。为了探索高水速凝材料在软土地基方面的应用前景，笔者采用扫描电镜研究了高水速凝材料-软土凝固体的微观结构。研究结果表明，纯土的土颗粒之间只有原生矿物的几何堆积，而没有牢固的连接。但由于高水速凝材料的加入，彻底改变了土体结构。在高水速凝材料-软土凝固体中，主体结构为钙矾石结晶体形成的“空间网状结构”；辅助结构为在碱性环境中土颗粒之间的离子交换、团粒化作用和碳酸化作用所形成的微晶体与凝胶体结构。因此，高水速凝材料在地基处理方面具有较好的应用前景。

基于顺倾边坡岩层滑移弯曲的弹性微分方程及其精确解，应用能量原理建立了岩层滑移弯曲失稳的临界长度计算式，归纳出主要影响因素，并应用优势分析法探讨了各影响因素的主次关系。分析结果表明：岩层单层厚度、滑移面力学性质、岩体弹性模量和坡角是影响顺倾边坡岩层滑移弯曲的主要因素，其影响程度由大到小依次为岩层单层厚度、滑移面的力学性质、岩层倾角和弹性模量。

应用分形理论研究了矿山排土场散体岩石粒度分布的分维规律，建立了分维数与排土场散体物料剪切强度参数的定量关系式。研究表明，排土场岩石块度分布具有良好的分形结构，分维数值大小随着排土场高度的增加而增加，但不超过3。当采样尺度范围一定时，分维数越大，散体中细颗粒含量越多，平均粒径也越小。分维数与散体岩石的剪切强度参数摩擦角?呈负指数关系。分维数值可用于排土场粒度资料的统计分析与剪切力学强度参数的预测。

针对地下结构传统的简化计算方法的不足，采用适应性较强的有限元法，对盾构隧道施工过程中的施工步骤、管片与土层接触面以及开挖过程中地应力释放等多方面进行了有限元模拟，并且利用同济曙光软件计算和分析了盾构施工对临近构筑物的影响以及地层的变化情况，从计算结果来看是较为满意的。能够为盾构隧道衬砌的设计和施工提供有益的参考。

如何利用未达到破坏的试桩资料来确定其极限承载力是一个重要的工程问题。根据灰色系统理论的预测模型，建立了预测单桩竖向极限承载力的非等步长GM(1,1)模型群。工程实例表明，该模型能够满足工程的需要，且带有残差修正的自调整非等步长GM(1,1)模型的精度最高。

利用遗传模拟退火算法结合瑞典圆弧法，寻找最危险滑裂面进行边坡稳定分析。对构造数学模型、确定计算步骤、选取参数等方面作了一定的研究。通过实例计算，结果令人满意。

将盾构法施工隧道开挖引起的地表下沉以及盾构挤压引起的地表隆起均视为一随机过程，应用随机介质理论，对隧道施工所引起的纵向地表沉降进行了分析，推导出了相应的计算公式。工程实例分析表明，该方法效果良好，具有一定的实用价值。

预应力的不稳定变化关系到工程运营期的安全性，因而，研究锚固力的波动变化显得非常重要。结合实际工程，据现场监测资料，对边坡加固工程锚固力的变化进行了分析研究，并分析了施工过程中及雨季预应力在各种影响因素作用下的变化规律，最后，提出了针对性的施工建议。

分析了确定复合地基承载力的现况。根据收集到的复合地基承载力检测资料，用双曲线模型、指数模型、灰色模型对复合地基极限承载力进行了预测，并对模型的预测效果进行了分析对比，提出了适合天津市区复合地基的极限承载力预测模型。对预测值进行了修正。根据预测值建立了极限承载力和承载力特征值的关系。

建立了基于函数干涉神经网络的公路软基沉降预测模型。工程实例表明，所建议的模型外延性好，而且，可以由较短预压期内沉降观测资料预测远期沉降发展，与传统沉降预测模型相比具有显著的优越性，工程应用前景广阔。

结合实际工程，通过挤扩支盘桩的静载荷试验和桩身轴力测试试验，深入地分析了竖向荷载作用下挤扩支盘桩的荷载传递机理和变形特性，同时，给出了挤扩支盘桩的单桩承载力计算公式。结果表明，挤扩支盘桩在加荷后期支盘承担50 %以上荷载，且支盘阻力体现端承力的性质；挤扩支盘桩与普通直桩相比，单桩承载力可提高60 %～100 %。

根据海洋钻井实际工程情况，开展了粘性土质条件下群桩模拟实验，研究分析了群桩条件下的桩-土相互作用问题，得出了群桩作用对土应力场的影响关系，模拟实验结果对海上隔水导管的施工具有重要的指导意义。

作为裂隙岩体渗流-应力耦合研究的一个子课题，岩体水力劈裂问题的研究尚处于初始阶段，许多基本的理论问题尚待深入研究。当今许多大型工程的建设已经在向地下发展，建设在地下的各种建筑结构离不开水压的作用。工程建设的需要正在推动岩体水力劈裂理论的研究。水力劈裂作为一种技术最初在石油工业用来增加油井产量，后来逐渐用于初始地应力测量等其他工程项目。随着水电工程建设、地下核废料储存、地热开发、井工矿产采掘等岩体工程越来越多的处于高水头、大埋深等恶劣水文地质条件下，水力劈裂作用正在受到越来越多工程岩体稳定性研究者的关注。通过对水力劈裂研究的现状作较为详细地综述，列举了当今研究的理论、方法和成果，以及目前水力劈裂研究的热点问题，并作了简单评述。最后，指出了目前需要重点研究的几个关键问题。

对于尾矿坝浸润线时间序列，通过建立一个灰色算子，来弱化坝体高度、库内水位等因素所带来的确定性影响，突出混沌特性，形成新的时间序列，对该序列进行相空间重构后，求取关联维。德兴铜矿2#尾矿坝浸润线观测数据的分析结果表明，灰色算子能较好地处理混沌问题，浸润线时间序列存在着非整数维，是一个混沌系统：对于尾矿坝安全不能进行长期预测，而需要长期监测。

城市地下空间的开发正起到愈来愈重要的作用，并逐渐形成了一种空间、地面和地下三维一体化的城市新型建筑体系。在这种体系中，地下和地面建筑之间的地基处理是一个十分棘手的问题。结合工程实例，介绍一种复合土拱新技术能够有效地处理这类问题，该技术在今后城建领域中有一定推广价值。