基于峰值应力后具拐点的应变非线性软化本构模型，且同时考虑中间主应力 ，对岩体形变影响的条件下及等压荷载下圆形硐室围岩塑性区应力分布规律、围岩承载机制及围岩与支护之间作用关系进行研究，得到无支护硐室围岩自承地应力上确界 、围岩压力下确界 等反映实际硐室围岩工作状况的重要概念。给出了 、 的表达式以及它们与地应力 间的关系式。所得到的塑性区应力、塑性区半径、围岩压力和硐室周边位移等研究结果，与基于理想弹塑性体的Fenner解答相比，要更接近实际硐室围岩中的对应量值。

在清华大学土与结构接触面循环加载剪切试验机的基础上, 研制了可进行两种散粒体间接触面试验的叠环式单剪试验系统，并对糯扎渡高心墙堆石坝坝料的接触特性进行了系统的试验研究。结果表明，两种散粒体材料间接触面的强度包线为其单相材料强度下的包线。当达到破坏强度后，在接触界面附近会产生集中的“刚塑性”接触面剪切变形，其位置发生在强度最薄弱处。两种散粒体间的接触变形特性可通过刚塑性模型来描述。

采用Eshelby等效夹杂方法建立考虑渗流的岩石损伤本构模型是一种有效方法，但相关文献目前还极少。利用细观力学的Eshelby等效夹杂方法, 探索了考虑渗流和损伤的Helmholtz自由比能函数的确定，用连续介质损伤力学方法建立了相应的考虑渗流的岩石损伤统计本构模型，提出了考虑渗流和损伤过程的岩石破坏准则，建议了考虑损伤和应变的岩石渗透系数演化方程。与试验结果比较表明，所建立模型是合理的。

为了探讨导致某石窟4号硐顶板破坏的最初潜在原因，根据石窟变形破坏规律及结构边界条件，采用粘弹性薄板理论，给出了广义开尔文模型下岩层的粘弹性变形、应力解析解。为了在任意一时刻给出全域应力、位移的分布状态，提出了一种解析解全域逐点搜索法，将全域划分细密网格，用所建立的解析解计算每小区中点的应力及网格点位移值。通过分析计算，给出了石窟顶板随时间变化的位移场、变形规律及顶板可能产生受拉破坏的变化规律，其中，有两处的受拉区分界线与现在的破坏裂缝线基本吻合，说明石窟成形初期，因内能释放而产生的受拉区及其边界分界线是后来真正破坏的早期潜在不稳定源。这一结论对保护和维护石窟稳定性具有实际参考意义。实例表明，所建立的模型及分析方法是正确和合理的，方法及结论均具有通用性。

采用特有的裂缝单元模拟裂缝和特殊的杆单元模拟混凝土中的骑缝筋，对某枢纽工程总干闸胸墙裂缝危害性及处理措施进行了数值仿真分析。分析结果显示，此分析模型能较好模拟裂缝在外荷载下的变形及混凝土中钢筋的受力状态，对混凝土裂缝处理与加固设计提出了一条量化分析方法。

假定由于隧道开挖在地表以下土层所形成的沉降槽的体积等于地层损失以及各土层沉降槽曲线仍可用正态分布函数表示。在此假定下，首次提出可以通过对隧道中心线以上土体的沉降值的分析，研究不同深度土层沉降槽曲线宽度系数，并且通过回归分析，提出用于计算不同深度土层沉降槽曲线宽度系数的公式，为计算隧道开挖引起的地表以下土体任一点的竖向沉降提供了一种有效方法，通过工程实例的计算证明了该方法的适用性。

孔径分布、颗粒组成和矿物成分是全风化花岗岩微观和结构特征的3个主要方面，也是决定其工程地质性质的关键因素。理论研究和实际工程中，常用大、中小和微孔隙、角砾、砂粒和粉粘粒、三大矿物（石英、长石和粘土矿物）含量等指标表征这3方面的特征。3方面指标在一定范围上变化幅度多大？数值间相关性及作为土结构模型组份因子，它们相对权重多大？通过对香港九龙两处边坡51件全风化花岗岩试样压汞测试、颗粒分析和X射线衍射（XRD）等微观结构特征分析，结果表明：两处边坡粗粒和细粒结构全风化花岗岩有明显区别，前者主要属于砾石土和砂砾土，部分为含砾土，大孔隙多，石英和粘土矿物多，而后者部分属含砾土，部分为细砂土和亚砂土，微孔隙多，长石多；两者长石和粘土矿物含量变化正好相反。借助于多因素关系矩阵法，对3方面共9个指标作相关分析发现，相关性较好的指标是：角砾和砂粒 (0.948)；大孔隙和微孔隙(0.846)；石英和长石(0.827)；长石和粘土矿物 (0.747)。从土结构因子角度考虑，权重从大到小指标是：微孔隙、长石、粘土矿物、砂粒、角砾、大孔隙、中小孔隙、粉粘粒和石英。其分析结果可为该类土微观结构特征细化及分类提供依据，为其微结构力学研究提供基础材料。

在软土地基上修筑路堤多采用分级施工的方法。基于传统双曲线沉降预测法基础上，提出一种软土地基上路堤分级施工情况下沉降预测的新模型，该模型考虑了土体变形的非线性特性和固结性质随荷载的变化，将沉降拟合方程中的待定参数在2个不同荷载级中分别确定。利用有较长预压期的前一级实测沉降，确定与土的固结性质有关的参数，待预测沉降荷载级的最终沉降量由该级较短预压期内实测沉降确定。通过工程实例验证了所建议模型的适用性。

研究了击实膨胀土的膨胀压力p与50 kPa下的膨胀率 随干密度、饱和度及含水量的变化规律。结果表明：p和 与干密度 、含水量 、饱和度 的关系及p- 间的关系皆可用幂指数函数描述；在不同条件下， ， ， 中的某一个或两个因素可更好地描述p和 的变化规律，一般在高含水量范围含水量因素与干密度因素等价；在低含水量范围含水量因素与饱和度因素等价；含水量一定时干密度因素与饱和度因素等价；存在一临界干密度，干密度大于临介干密度时，膨胀力随饱和度的增加而减小，反之则增加。

运用嵌入孔隙压力的岩石破裂过程分析RFPA2D系统，对孔隙压力作用下煤岩的变形强度特性进行了数值试验研究。数值试验结果表明，在孔隙压力一定时，随着围压的增加，煤岩的杨氏模量、抗压强度都随之增高；而当围压一定时，随着孔隙压力的增加，煤岩的杨氏模量、抗压强度则稍有降低，而且峰值强度后的应力-应变曲线有呈现脆性的趋势。此外数值模拟还研究了不同围压及孔隙压力作用下煤岩的声发射特性

在边坡稳定性分析中宜采用严格极限平衡条分法，特别是对于任意形状滑动面。由于条间力假设的不同，产生了不同的边坡稳定安全系数求解格式，既造成计算及应用的不方便，又掩盖了各自方法的优劣。首次将现有严格极限平衡条分法对条间力的假定表示成统一形式，根据力和力矩的平衡，导出简单明了的条间力递推方程和条间力矩递推方程。根据这2个方程，通过Newton-Raphson法建立了传统意义下基于严格平衡的安全系数统一求解格式。所需有关导数均可用递推公式计算，其性质为解析解，因而计算格式具有良好的稳定性与收敛性。所有公式均为代数式，便于在工程中推广应用。

基于人工神经网络，提出了场地液化势预测模型。场地液化势的空间数据结构特征可由不同参数的自回归神经网络（GRNN）来模拟。该预测模型的一个重要参数spread可用地质统计学（Kriging）方法中的交叉验证技术来确定。研究表明，在最优spread参数条件下GRNN能够较好地映射场地液化势数据结构特征。用GRNN模型预测结果与经典的Kriging估计方法所得到的结果十分吻合。GRNN模型可以用于二维空间数据的预测及基于GIS决策系统。

通过大型三轴试验，对高低围压下粗粒料的应力应变特性、抗剪强度、内摩擦角和颗粒破碎特性进行了对比分析，并探讨了不同泥岩含量对堆石坝料强度的影响。结果表明：中高围压下粗粒料表现出应变硬化特性和剪缩，强度包线和不同围压下的最大主应力比与剪胀率的关系近似为线性，而低围压下主要表现为应变软化和剪胀，抗剪强度包线等表现为非线性。随着围压的增加，主应力比降低、颗粒破碎率增大、内摩擦角减小。泥岩含量的增加使颗粒表面的摩擦阻力与粒间的咬合力减弱，导致抗剪强度降低。

包含裂隙的非饱和膨胀土中的渗流具有随时间变化的特性。采用常规试验测定非饱和膨胀土膨胀时程曲线，定量地描述了膨胀土中裂隙在入渗过程中逐渐愈合的特征, 建立了考虑裂隙的非饱和膨胀土边坡入渗的数学模型；用有限元数值模拟方法分析了边坡地形、裂隙位置、裂隙开展深度及裂隙渗透特性等对边坡降雨入渗的影响。结果表明, 坡上位置的裂隙对边坡入渗影响较大；裂隙对边坡入渗的影响随裂隙深度的增大而增大，且存在一最大的影响程度；裂隙的存在加快了膨胀土的入渗速率；考虑裂隙随入渗而愈合时, 入渗达到平衡的时间有所延长。

大型三轴试验研究了粗颗粒土的应力应变特性及邓肯-张模型的适用性。试验结果表明粗颗粒土表现出明显的低围压下体胀高围压下体缩的体变性质，邓肯-张模型在描述粗颗粒土的体变特性方面存在不足。基于试验结果提出了新的体变描述公式，在未增加模型参数的条件下提出了邓肯-张模型的改进模型。采用改进模型对多种粗颗粒土三轴试验结果进行了预测，结果初步表明改进模型能够更好地模拟粗粒土的体变特性。

大多数的岩土工程问题都会涉及到岩土体-结构之间的相互作用，它们之间界面的合理模拟对计算结果有重要的影响。目前常用的Goodman节理单元、Desai薄层单元等虽然简单好用，但也存在着明显的缺陷。相比之下，作为接触问题计算，可更为合理地模拟接触面的力学行为。针对变形体-刚体这种特殊的接触问题，应用变形体的虚功原理建立了相应的虚功方程，在此基础上得出有限元计算公式，并建立了弹塑性接触问题有限元计算的实现方法。通过对刚性条形基础基底压力分布和刚性挡墙土压力分布等算例的计算，验证了该法的正确性和求解工程问题的有效性。

莫尔-库仑强度准则的临塑荷载公式由于没有考虑中主应力在强度上的作用使计算结果偏于保守。利用具有线性形式的双剪应力强度准则替换原有的莫尔-库仑强度准则，将中主应力引入临塑荷载的计算中，推导出平面应变条件下考虑中主应力影响的临塑荷载公式，并通过算例说明了新临塑荷载公式的计算结果比原有公式有较大的偏高。

为了研究桩基础的可靠度设计方法，搜集和整理了大量的海洋土钻孔资料，开发了用于地基可靠度分析的数据库系统。利用数据库强大的数理统计功能建立起土性剖面的空间随机场模型，进而将随机场理论与可靠度理论相结合，对渤海海域中海工结构物桩基础的稳定性进行了可靠度分析，详细阐述了各个设计指标的变化对分项系数及可靠度指标的影响规律，并对各指标的灵敏度进行比较分析。结果表明，在各个设计参数中厚土层的强度指标以及设计荷载是2个重要的参数，在渤海海域中应用API标准 (美国桩基规范) 中规定的荷载抗力系数进行设计是安全可靠的。

利用岩石破裂过程分析系统（RFPA）软件, 进行了岩石含中心裂纹的巴西盘在单轴压缩荷载作用下破裂过程的数值模拟。数值模拟再现了含不同预制裂纹角度时巴西盘试样所表现出不同的破裂模式以及主裂纹的产生、扩展、贯通、次生裂纹的产生等过程,得到的破裂模式结果与有关文献中的实验结果十分吻合。除此以外,数值试验还能够给出在物理实验中不能观察到的应力场信息及岩石的破裂机制。

利用Poulos弹性理论法，对锚桩法单桩静载承载力试验中试桩和锚桩之间的相互作用进行了研究，提出了考虑锚桩上拔量对试桩p-s曲线影响的方法。利用该方法对某工程实测资料进行了分析，发现采用原始测试数据分析所得出的试桩极限承载力偏于危险，并为该工程提供了更加合理的单桩极限承载力值。

根据预应力锚索地梁加固边坡工程的特点，对预应力锚索地梁的不同工作阶段和受力状态进行了详细分析，在此基础上提出了一种锚索地梁的极限状态设计方法，给出了其具体计算过程。应用该方法对某工程实例进行了计算，计算结果的对比分析表明，当锚索进入极限工作状态时对地梁进行极限状态的设计是必要的。

系统地阐述了竖向/水平-回转耦合强迫振动和扭转自由振动等动力特性测试的原理和计算方法，并对某新建火力发电厂PHC管桩进行了动力特性试验。试验分析计算所得的抗压刚度Kz、抗剪刚度Kx、抗弯刚度K?、抗扭刚度K?和竖向振动阻尼比?z、水平-回转耦合振动第1振型阻尼比?x?1、扭转振动阻尼比?? 离散性小，有很好的规律性。试验是在桩头自由条件下进行的，实际桩头嵌固在桩基承台中，增加了桩头的嵌固条件和承台侧面填土抗力的影响，故具体应用时可根据承台结构、承台侧面填土、承台底面与地基土接触等具体情况酌情予以提高。

介绍了三维塑性极限分析下限法的基本原理。将计算区域离散为有限个三维空间单元，利用极限分析中的下限定理，借助有限元思想建立数学规划模型，并引入非线性规划的数值方法寻求问题的下限解。以均匀土质边坡的极限荷载作为算例，比较了所得数值解与经典塑性力学理论解，论证了该方法的正确性。

针对土压平衡式盾构机在高水头强透水地层掘进工程中，排土器出口易出现地下水渗出的现象进行了理论研究。通过建立地下水在盾构机内的渗流计算模型，提出了判别地下水渗出发生与否及其出渗量大小的方法，阐明了盾构施工中发生地下水出渗的机理。利用这一模型计算了出渗发生时地下水流失情况，对影响出渗发生的各相关参数进行了分析，为施工中克服和避免这一现象提供了理论依据。

在充分考虑涂抹层效应的基础上，构造了一种以四结点等参单元耦合六结点等厚度接触面单元的耦合单元，来模拟排水井地基中的涂抹层，并编制了相应的有限元程序。通过程序计算分析了2个算例，计算结果合理可靠，表明构造的耦合单元模型可以有效地应用于实际工程的数值模拟。

锚注加固是一种理想的改善软岩巷道的围岩承载性能的措施。在实验室对粉煤灰-水泥锚注加固注浆材料的流动性、析水性及抗压强度进行了试验研究，找出了注浆材料的适宜配比，即粉煤灰掺量在20 %以下，水灰比为0.65～0.70，并在新集三矿极软岩巷道修复加固中进行了应用。

结合某工程实例，针对复杂地质条件下圆形超深基坑的特点，建立了一套信息化施工监测体系，并将其运用到工程实践。选择了合理的计算模型，运用数值反分析手段着重就圆形围护结构的变形和承压水的信息化监测进行了分析，并且根据实际情况进行了改进，取得了良好效果，实践表明，这种信息化施工监测体系是可行的。

PCC桩是一种主要应用于软土地基处理的刚性桩。以PCC桩复合地基为研究对象，基于PCC桩-土-垫层所组成的一个工作体系，考虑桩-土-垫层体系的工作特性及相互影响，对PCC桩进行分析提出了一种PCC桩复合地基模量计算方法，进而推导出PCC桩复合地基的桩土应力比、沉降简化计算公式。同时，运用工程实例进行验证。计算结果说明提出的解答是合理的，能够满足实际要求。

破坏概率与随机模拟理论在滑坡稳定性分析中得到了广泛地应用。然而，通过对传统破坏概率与随机模拟方法的具体操作发现，其没有考虑到因素相关性的影响，由此笔者引入主成分-逐步回归算法, 建立了PCR-SPA-MC耦合模型。并结合巴东县赵树岭滑坡研究，进行了工程实例分析。分析表明，PCR-SPA-MC模型给出的结果比传统破坏概率法得出的结果更为理想。

基坑稳定性分析中的不确定性主要表现为随机性和模糊性，随机性体现为将各种设计参数作为随机变量, 而模糊性主要体现在其失稳的判断标准上，这与深基坑失稳破坏的模糊特征相吻合。重点阐述了深基坑稳定性分析中的模糊性, 并采用模糊随机方法，推导出基坑稳定性的广义模糊随机计算模型, 该模型可以考虑分析中所涉及到的计算力学参数的随机性和失稳判断标准的模糊性。同时还对基坑失稳概率的标准进行了讨论。最后实例分析了坑底隆起失稳的模糊概率。计算结果说明，模糊随机方法能够更全面、合理地反映基坑的实际稳定性。

CFG桩 (cement fly-ash gravel pile) 复合地基的核心技术是设置褥垫层，而褥垫层设计的是否合理，对CFG桩复合地基的承载与变形特性都产生较大的影响。根据太沙基基本理论，详细地讨论了CFG桩复合地基褥垫层作用机理，并推导出CFG桩复合地基最佳桩间距、合理褥垫层厚度、桩土应力比、实际置换率的解析表达式。计算结果与工程实例对比表明了该解答的可行性，能够为CFG桩复合地基的优化设计提供帮助与指导。

通过对桩端置于含泥圆砾卵石层超短静压预制桩桩底注浆及注浆前后静载试验，分析了桩竖向极限承载力的提高机理。试验表明，桩底注浆可较大幅度地提高以砂卵石为持力层的静压预制桩的竖向承载力。

周宁水电站在交通洞开挖过程中局部洞段发生了较强烈的岩爆。地下洞室和高压岔管、输水隧道设计及选择衬砌方式，需要查明原地应力状态。为此，采用水压致裂法在3个深钻孔中和岩爆部位进行了原位应力测量。结果表明，平面应力值随孔深增加呈线性增大；在岩爆和地下洞室附近，原位应力最大值为13～15 MPa，以水平挤压应力为主导，最大水平主应力方向为NW向。根据地应力测量资料和相关理论、判据分析认为：地下厂房长轴为NW向有利于围岩稳定；高压岔管和输水隧洞选用钢筋混凝土衬砌是可行的；发生局部岩爆，主要是由于隧道开挖围岩应力重新调整，在掌子面附近应力集中所致。

介绍了一种能应用于深厚层淤泥软基的挤淤法——爆炸定向滑移法 (Bosm)。该法是通过在抛石堤头前方淤泥中一定位置处埋置群药包，利用爆炸产生的强冲击波和震动扰动淤泥并降低淤泥强度，使抛石堤下方及周围淤泥的结构破坏，瞬间丧失强度，短期内难以恢复，形成定向滑移条件，抛石堤下沉实现泥石置换。同时，结合深港西部通道海堤挤淤工程，详细介绍了爆炸定向滑移法的施工参数和工序流程，提出了施工质量控制和检测措施。通过钻孔、物探及沉降观测等技术手段对竣工后大堤进行的检查表明, 大堤是稳定的，采用爆炸定向滑移法修筑海堤是成功的。值得在深厚层淤泥的海堤挤淤工程中推广。