根据从系统能量导出的地震动力方程，采用渐近解析法对层状地基 非线性结构系统的地震响应进行了分析，给出了共振区的振幅-频率以及相位-频率的解析公式，并对地基参数的不同取值，给出了一系列相应的计算结果。进而根据计算结果分析了地基参数对结构地震响应特性的影响，讨论了共振区畸变、振幅的分叉和突变现象以及“路径”效应等非线性动力特性。分析结果表明，同一类别地基的参数变化对结构的动力特性有显著的影响，按现行抗震设计方法对层状地基 非结构系统进行抗震分析时，可能产生较大的偏差，需考虑相互作用和非线性特性，以使设计参数更合理和优化。

通过室内淤泥质饱和软粘土的动力固结试验，考虑不同锤重和落距组合情况，对冲击荷载作用下饱和软粘土孔隙水压力的动态响应特征进行分析。试验结果表明，孔隙水压力和冲击击数之间是双曲线对应关系，高围压下冲击荷载激发的孔压随击数增长的速率快，超固结软土在冲击过程中孔压出现了负值。冲击荷载对土体产生的附加应力能导致孔压上升，孔压消散使得土体内有效应力增加，强度提高。对强夯施工中以孔压控制施工质量具有指导性意义。

采用压汞法研究了不同固结压力作用下具有强结构性的天然沉积硅藻土的微观孔隙入口孔径分布与应力水平的关系。研究结果表明：当应力水平小于固结屈服应力时，具有强结构性的天然沉积硅藻土的微观孔隙入口孔径分布几乎与应力水平无关，而当外加应力水平达到固结屈服压力时，虽然总体孔隙空间体积几乎与天然沉积状态时一样，但其微观孔隙入口孔径分布则发生显著变化。在屈服后阶段，随着应力水平的增大硅藻土的孔隙空间体积逐渐减少，最大孔隙变小，整体孔隙空间的孔径趋于均匀。并对微观结构变化与宏观力学特性的内在联系也进行了初步探讨。

提出利用杆系有限元，考虑地梁与岩土体相互作用的方法，对边坡加固中的预应力锚索框架地梁进行计算。基于线弹性Winkler地基模型，分别考虑结构的弯曲变形和扭转变形，对框架地梁有限元计算模型进行了详细地分析说明。应用该方法对某工程实例进行了计算，与实测值的对比分析结果表明了该方法的可行性。

美国HKS公司开发的软件产品ABAQUS是目前世界上最强大的非线性有限元分析工具之一。该软件包括了众多材料本构模型，但尚缺少国内外土工数值分析中广泛采用的Duncan-Chang本构模型。这一缺憾影响了ABAQUS软件在土工分析中的应用范围。本文旨在介绍ABAQUS中开发Duncan-Chang材料本构模型实现方法，给出了开发过程的概要，完成了两个典型常规三轴压缩模型问题数值测试。结果表明：在ABAQUS中增加Duncan-Chang材料本构模型后，不仅可以充分地利用该软件强大的非线性求解平台，而且还有可能完成复杂土工应力应变的有限元数值分析问题，同时，具有计算速度快、计算精度高和前后处理快捷方便的优点，极大地降低了土工分析程序开发的难度，并减少了维护工作量。

土工离心模拟试验技术是研究环境岩土工程问题的有效手段。本文研究了非水相流体污染物在非饱和土中的迁移以及随后的抽气清除过程。 当离心机运行到要求的加速度时，汽油污染物从地下油罐中释放并在非饱和土中迁移一年，之后采用土壤通气法对污染土壤进行修复。对土壤取样分析，得到污染物在土体中的迁移规律和分布特征。试验结果表明，土壤通气法可以清除非饱和土体中的挥发性有机污染物，是一种有效的原位土壤修复技术。

针对原状红砂岩具有自由膨胀率为3.5 %、而膨胀力高达270 kPa、干燥岩样峰值强度为5.85 MPa、饱和岩样抗压强度仅为0.20 MPa等这些特殊性质的膨胀岩，采用MTS815.02型岩石力学刚性伺服试验机与自行研制的岩石膨胀测量仪，进行了不同含水率红砂岩膨胀变形性质试验。结果表明：(1) 在低荷载状态下，红砂岩膨胀应变随着含水率增加而呈对数形增长；(2) 在高荷载作用下，红砂岩膨胀应变与吸水率之间存在着线性关系；(3) 红砂岩吸水膨胀应变在较短的时间内基本完成，随着时间的延长，膨胀变形将趋于稳定。在此基础上，提出了确定膨胀稳定时间的理想概化数学模型。研究成果对南京红山窑水利工程膨胀岩地基处理方案设计、施工具有重要的指导意义。

采用有效应力动力分析方法，通过三维有限元数值分析手段，对某长江大桥索塔超深钢围堰加钻孔灌注桩基础进行了地震反应性状分析，对超深桩基础的震陷、地震反应加速度及振动孔隙水压力等动力特性进行了研究。计算结果表明：在地震作用下，桩基发生了较大永久变形，水平位移表现为桩侧土体向桩挤压，桩下部土体向外运动；桩侧附近的地震振动孔隙水压力较小，液化度也较小，相对于天然地基，桩基有较好的抗震性能；桩基础在桩顶部位动力反应相对较大，且边桩的动力反应比中桩的动力反应要大。

提出了六面体等参逆变换的一种迭代解法，它不仅克服了三维问题中线性迭代格式因初值不同而不能保证收敛的缺陷，而且也避免了求解高次方程，只需进行简单的迭代就可以方便求出局部坐标。

讨论了采用曲线拟合方法预测地基沉降的理论基础，分析比较了四种预测方法的基本原理及其特点。根据多个工程实测沉降资料，研究了这四种方法的适用条件以及优缺点，提出了应用曲线拟合方法预测实际工程地基沉降的具体技术思路和原则。

在大理岩、红砂岩和花岗岩的单轴压缩和常规三轴压缩试验的基础上，发现它们的极限包络线可以大致设为一条平均直线，利用此直线可以确定其斜率和粘结应力。用于计算硬化的两个硬化系数应选取应力-应变曲线上应力峰值前若干点的数据计算。试验发现岩石的破坏与阶段改变处相距不远，不能用Desai提出的方法确定阶段改变参数n。笔者认为取稍大于2的值是比较合适的。在预测材料的应力-应变曲线时，提出一种简单实用的方法，即把岩石初始压密阶段的终点作为初始状态，用该点的应力状态计算初始的硬化参数和累积塑性应变。

借助Hill的材料应变局部化原理和土的弹塑性本构模型，应用声学张量示踪边坡失稳滑移线发生和发展，提出了局部加载条件下的确定边坡失稳滑移线的方法。在弹塑性有限元分析过程中，应用边坡材料的塑性一致性条件或滑移线两侧的应力连续条件，即应变局部化条件，检测每一个高斯点的声学张量行列式的值，当其等于或接近0时，标出滑移萌生的位置、方向，模拟边坡滑移线萌生和发展过程。

目前，场地影响评价方法可以分为理论法和经验法。地脉动水平分量与竖向分量谱比法属经验法。这种方法将地脉动水平分量与竖向分量谱比的最大值对应的频率和幅值分别看作是观测场地的卓越频率和放大因子。虽然该法在国内外很多工程实例中得到了理想的结果。但由于这种方法建立过程中应用了许多假设，所以很多地震工程学家对这种方法持怀疑态度。本文讨论了基岩地脉动水平分量与竖向分量谱比为1这一假定的合理性。并采用泊松弹性半空间模型，应用概率分析方法考虑地脉动的随机性，推导了地下体波斜入射弹性半空间自由表面形成地脉动的水平分量与竖向分量谱比表达式。通过计算论证体波斜入射泊松弹性半空间形成的地脉动水平分量与竖向分量谱比特性。结果表明：当地脉动主要成分为体波时，基岩表面地脉动水平分量与竖向分量谱比接近于1；当地脉动主要成分为面波时，基岩表面地脉动水平分量与竖向分量谱比介于0.54～0.79之间。对泊松基岩，该比值是0.68。

按照在渗流作用下无粘性土颗粒移动的难易程度，可将其颗粒分为骨架颗粒、阻塞颗粒和可动颗粒三类。如果土体中存在较多的可动颗粒，该土体就可能发生管涌。据此，提出一个判定土体是否可能发生管涌的新方法，可以同时考虑土体的颗粒级配和密实度的影响。通过关管涌实验，证实了该方法的有效性。在此基础上，进一步探讨了土体的密实度对骨架孔隙的最小孔径、界限粒径、可动颗粒含量和阻塞颗粒含量的影响。

岩土工程问题的有限元分析一般需要考虑初始应力场。实际工程中，岩体往往为非线性。本文采用遗传算法与有限元联合反演法求解非线性岩体初始应力场，通过算例说明文中所提方法是合理的，可在工程应用中推广。

对非饱和黄土土样的实验结果揭示出，对于初始含水量均布的土样，在两端施加温差后，冷端的含水量增大，热端含水量减小。在温度差作用下，温度差越大，土体密度越小，水分迁移特征越明显，土样两端含水量差越大。当初始含水量较大和较小时，温度差引起的含水量差均较小；当初始含水量适中时，温度差引起的含水量差值较大。基于实验结果，考虑含水量和密度的影响，得到温度梯度引起含水量梯度的表述关系式，计算和实测结果验证了该表述式的可靠性。据此得到了考虑温度影响的非饱和黄土水势的表述式，该式考虑了土体密度、温度梯度、含水量和含水量梯度对水势的综合影响，对实验土样的计算结果反映了水分的稳态分布。

根据岩体的力学介质分类和块体理论及赤平投影，结合工程实例，推导了滑动方向的计算公式，研究了裂隙化岩体地下采空区围岩的稳定性分析方法。利用该方法分析了华北某大型地下采空区围岩的稳定性，展示了该模型的实用性。

采用正交分析表设计单指标多因素试验，通过荷兰法和瑞典法计算加筋边坡的稳定安全系数。结合20 m高土工格栅加筋边坡算例，分析了各因素对加筋边坡稳定影响的敏感性，按其大小依次为：粘聚力、内摩檫角、地震作用、重度、筋层数、筋材抗拉强度、坡比、筋层间距、地面超载和地下水位。重点讨论了加筋对边坡稳定的影响，并认为在边坡工程中，如果条件许可应优先采用粘聚力高、内摩檫角大的填料，需要加筋时，在总加筋力相等的前提下，铺设多层强度适中的格栅比少量高强度格栅的加筋效果好。

随着交通量和轴载的增加，对路面使用性能的要求越来越高，这也促进了路用土工合成材料产品的不断发展。国内外对土工合成材料应用于沥青路面进行了大量的室内与现场试验及理论分析工作。结果表明，土工合成材料能有效防止各种病害，改善路面的使用性能。对目前土工合成材料在沥青路面结构应用的几种设计方法进行了分析和评价，并根据美国地沥青协会（AI）所提出沥青路面罩面的设计程序，介绍了土工合成材料用于沥青罩面加筋，以减薄罩面厚度的设计方法。

根据伊洛河河谷平原的河滩相软土地基沉降观测结果，用指数法和双曲线法，并配合最小二乘法拟合分析，推算了地基的最终沉降量及固结参数，运用于沉降计算，发现结果比室内试验更与实际接近。对路堤填筑过程中实测沉降资料的深入分析，总结出填土高度对沉降变形的影响规律，并提出了相应的临界填土高度为2.5 m。

针对筲箕湾连拱隧道的开挖过程进行两种不同工序的模拟计算，计算中墙在两种不同开挖工序下的强度、变形与稳定性，比较不同开挖工序对隧道中墙的影响。结果表明，中墙是连拱隧道最主要的受力构件，非对称开挖容易在中墙上引起较大偏心荷载。根据计算结果来评价开挖工序的优劣，对连拱隧道的开挖过程提出一些建议。

根据桩在竖向静载下的荷载分布与传递规律以及桩的沉降组成，运用功能互等定律，对桩-土的共同作用进行了分析，提出了一种在对桩侧介质进行常规勘察和力学性能测试的基础上，可对桩进行的沉降分析的数值模拟法，该模拟法能较精确地确定桩的轴向静载-沉降曲线。并运用实例论证了方法的有效性和正确性。

由于桩及桩周土的材料性能参数的不确定性，桩的响应也是不确定的。在考虑桩的水平荷载、桩周土反力及桩的刚度等不确定因素情况下，采用一阶可靠度分析方法对水平受荷桩的最大弯矩及桩顶的最大位移进行了可靠性分析，进 而，考虑分布参数的不确定性，用点估计法预估桩的失效概率，对给定的p-y曲线进行桩的可靠性分析。研究表明，在失效概率相对较低的情况下，水平荷载下基桩的失效概率与随机变量的分布类型假定有较大关系，随机变量分布参量的不确定性只会对桩的失效概率产生较小的影响。

岩体中结构面的存在往往会对岩体质量造成显著影响。笔者剖析了传统岩体质量指标的不足，以白云鄂博铁矿主矿边坡岩体为例，在工程地质测绘的基础上，利用蒙特卡洛（Monte Carlo）法仿真出三维岩体结构网络图，从多重分形几何的角度出发，计算和绘制出其表征岩体结构分布和复杂性的多重分形谱，对岩体质量作出定性评价和定量分析，并且进行了岩体质量的多重分形分类。

为合理评价三峡水库某库岸岩体结构特征及工程整治提供依据，对区内岩体进行了裂隙调查及网络模拟研究。研究基于Monte-Carlo模拟方法，在技术上进行了探讨和一定改进。如采用了聚类分析法确定裂隙优势产状、用直接法产生随机数、广义RQD t及裂隙线连通率的计算等。根据野外调查及计算机模拟研究，研究区发育有3组优势裂隙、平均迹长1.45 m左右。间距一般服从对数正态或负指数分布，而走向和迹长基本上不服从常规分布。裂隙线密度在3－6条/m、t = 0.1 m时RQD t值在90 %左右、t = 0.7 m时RQD t值为10 %－20 %、RQD t值变化可能影响库岸岩体在不同方向的稳定性。

提出了利用不同尺寸试件的轴向应力-应变曲线得到轴向应力-侧向应变曲线的一种方法，并研究了结构尺寸对轴向应力-侧向应变曲线的影响。根据尺寸不同试件的轴向应力-轴向应变曲线的实验结果，并基于梯度塑性理论的解析解，在应变软化阶段，确定出了各种试件的剪切带条数。由此求出了不同宽度试样的轴向应力-侧向应变曲线。剪切带条数与试件宽度之比是决定轴向应力-侧向应变曲线特征的关键指标。若该比率为常量，则上述曲线不具有尺寸效应。当宽试件及窄试件在局部化启动后，在试件内部都出现一条剪切带时，随着试件宽度的增加，该曲线越陡，甚至出现回跳。上述方法也可用于分析轴向应力-环向应变曲线的尺寸效应问题。尺寸效应的原因是局部化，但局部化并非总引起尺寸效应。

基于自然进化原理的遗传算法是一种解决岩土工程复杂非线性问题十分有前景的方法。对遗传算法中一些具有代表性的算法作了简要分析和评论。软土地基沉降受众多因素的影响，在时序上表现出复杂的非线性特征。针对一个加固纠偏工程的沉降预测问题，运用MATLAB编写遗传算法程序进行了预测分析。计算结果与实测资料基本一致，它在全局优化、非线性优化、多参数优化等方面表现出了传统算法无法比拟的优势。

灵敏度分析是土木工程中解决多参数辨识问题的一个主要方法。目前，在地下工程的分析和计算中邓肯-张模型是比较理想的模型，通过大量的非线性有限元计算，找到了该模型中影响软基路堤沉降的主要参数，并给出了各参数与路堤沉降之间的定性关系，这为路堤沉降计算中的参数反演分析的简化处理奠定了基础

结合青藏铁路沿线多年冻土的主要特点，利用Ansys5.6大型有限元计算程序，对青藏铁路冻土区桥梁混凝土灌注桩基施工过程的地温场进行了模拟计算，分析了高原冻土区桥梁桩基在施工过程中地温场的变化规律，并据此对冻土桩基施工过程中的有关问题进行讨论，所得成果可供相应工程借鉴。

对西安地区相关数据统计分析，把西安市饱和黄土、软黄土的工程性质与一般黄土进行详细对比，指出它们之间的工程性质差异。同时重点介绍推导非饱和黄土加载体积流变模型过程以及模型的适用条件，对该模型的应用作了分析。

土的变形模量是基础沉降弹性分析理论所必需的基本参数，而目前我国的岩土工程勘察报告一般并不提供土的变形模量。通过对前人研究结果的总结分析，基于多孔介质理论，并考虑土的泊松比、孔隙比及土体扰动等影响因素，笔者提出了一种根据土的压缩模量估算变形模量的方法，对于应用弹性理论计算基础沉降和充分利用已有研究资料都具有实际的意义。

针对圆梁山隧道高压富水区的岩溶水分布特点，确定了合理的注浆范围和注浆参数。在此基础上，设计了高压帷幕注浆的止浆系统，并对其可靠性进行了分析和验算，以确保施工安全。在工程实践中，该技术取得了预期的效果，保证了高压注浆的顺利进行，它对类似条件的注浆设计和施工具有一定的参考价值。

对江苏徐宿地区的粉土进行试验研究，发现该地区粉土具有弱可塑性、低粘结性、高分散性及强度较小等特征。通过对石灰、石灰+水泥和SEU-2型固化剂稳定该地区粉土进行无侧限抗压强度试验及干缩性能试验研究，认为采用SEU-2型固化剂稳定效果较好。

对宜宾市岷江防洪堤工程粉土地基进行了强夯法加固现场试验，介绍了试验区强夯法的施工设计和现场检测与室内试验结果。强夯法加固地基现场检测结果表明，采用1 600 kN?m的夯击能使该粉土地基有效加固深度达到8 m。 当夯点间距为5 m，强夯2遍，满夯1遍后，现场检测和取土实验结果表明：由于强夯作用，粉土层的干密度明显增加，压缩性和渗透性降低。在天然地基中，32.2 %的标准贯入击数小于5，强夯以后，标准贯入击数全部大于7。粉土地基经过强夯处理后，满足了防洪堤地基对承载力和渗透性的要求，消除了Ⅶ度地震液化势。采用正三角形夯点布置区的加固效果明显优于正方形夯点布置区的加固效果。

某工程软土地基由淤泥和淤泥质粘土组成，需对其进行处理，使复合地基承载力达到180 kPa，以满足上部荷载要求。采用粉喷桩、粉喷桩-石灰桩联合加固方法对该地基进行现场加固试验研究，结果证明，粉喷桩-石灰桩联合加固法比单纯采用粉喷桩加固法更节省费用，效果更好。在联合加固法中，先施打粉喷桩，后施打石灰桩的工序比先施打石灰桩后施打粉喷桩的工序能获得更高的复合地基承载力。并对联合加固法的复合地基承载力的计算方法提出了建议。

运用高性能多通道并行数据采集分析系统，以及BY-1型动静态土压力传感器等测试手段，对动力分散型电力动车组在秦—沈客运专线山绥综合试验段某路涵过渡段的影响进行了试验研究。研究结果表明：动力分散型电力动车组所引起的动应力-应变比较稳定，这对于列车的高速运行是有利的；同时对路涵过渡段线路纵向上动应力-应变特征和变化趋势进行了分析。

基于复合桩基设计理论，针对一采用锚杆静压桩处理烂尾楼地基的工程实例，分析了基础的承载力与沉降随锚杆桩数量的变化，对设计方案进行了优化，同时，讨论了锚杆桩施工后桩与土体的荷载分担和基础整体安全度。分析表明：采用复合桩基的设计理论，可以减少地基处理需要桩数，节约经济投入。

根据软土的排水固结效应，分析了软土强度随固结效应的增长规律，提出了考虑固结效应的堤基加载方案。同时，结合淮河入海水道近期工程软土堤段的实测资料，分析了堤基土的固结度和强度增长规律，提出了分级填筑施工法。