基于城市固体废弃物（MSW）的降解及土力学特征，在应力降解模型、等向压缩特性和邓肯-张模型的理论基础上，建立了一个能够描述MSW应力和降解耦合作用的全量非线性本构模型。给出了不同应力状态下单元体体积和轴向变形随时间变化的数学表达，同时给出了所有参数的确定方法。采用该模型对不同龄期和不同围压条件下填埋场现场试样的三轴CD应力-应变曲线以及室内长期一维降解压缩试验进行了模拟。结果表明，模型概念合理、参数明确，能够较全面地描述不同降解龄期垃圾的本构关系，可用于分析填埋场的长期变形。

通过Flamant和Melan的解析解答、Mindlin解答的积分蜕化公式以及有限元数值分析计算结果，展示了在半无限平面问题中线荷载作用方向位移解答的不确定性。线荷载作用方向没有绝对位移，只有相对位移，但相对位移会随着与位移约束参考点距离的增大而增大，或随着线荷载在垂直于半平面方向分布长度的增大而增大，不具收敛性。这意味着，在解析和数值分析中，纯粹的半平面问题的位移解答具有多值性，因此，将岩土工程问题作为半空间问题进行分析是必要的。

天然气水合物被公认是解决当前能源危机的潜在新型能源而备受关注。含水合物的海底土体称为深海能源土。水合物在能源土中有不同的赋存形式（如填充型水合物和胶结型水合物等），由于胶结型水合物对整体强度的贡献比其他存在形式更大，尤其是饱和度较低的情况。针对于胶结型水合物的赋存形式进行研究，水合物作为胶结物质存在于土颗粒之间，胶结厚度会在一定范围内变化。为真实地反映此现象，通过对能源土试样的电镜扫描图片整理分析，获得水合物饱和度与粒间胶结厚度的函数关系。基于前期已经完成的不同粒间胶结厚度下胶结力学特性的试验研究成果，为探究胶结厚度变化对能源土体宏观力学特性的影响，建立了考虑水合物胶结厚度的能源土粒间胶结模型，并介绍此模型中相关胶结参数及其确定方法。

通过离心机模型试验研究了注浆对接触面特性、抗拔桩荷载-位移曲线及桩侧摩阻力的影响，揭示了注浆提高桩身侧摩阻力发展规律和抗拔承载机制，并进一步将离心机模型试验的结果与原位试验结果进行了对比分析。研究表明，注浆桩侧摩阻力的发挥呈现一个渐进过程，桩身上部极限摩阻力率先发挥，并逐渐向中下部发展；注浆后桩侧极限桩侧摩阻力得到提高，而发挥极限状态所需的桩-土相对位移减小，上拔加载过程中，桩侧上部和下部极限摩阻力增幅较大，中部增幅较小。离心与现场试验一致表明，桩侧注浆显著提高了桩的抗拔刚度及极限承载能力。

对空化水射流空泡溃灭瞬间和空化噪声声场作用产生的热效应进行了分析，得到了热效应作用下的煤体渗透率表达式，并开展了不同空化条件（泵压、空化腔围压）下的煤体温度和瓦斯渗流试验。结果表明：空化腔围压一定时，温度随泵压的增大而升高；而泵压一定时，温度随空化腔围压的增大而减小。当热应力大于平均有效应力时，煤体热膨胀出现微变形，产生的张应力使裂隙变宽、数量增多；热效应使得游离瓦斯内能增加，分子自由程大大缩短，同时吸附瓦斯解吸使得煤基质发生收缩效应，导致微孔隙及微裂隙结构产生膨胀变形，从而影响煤体渗透率。试验得到渗透率随温度升高呈指数规律增大，与理论得到的渗透率表达式描述的规律相符。

30多年来，国际上的道路设计原理及方法逐渐从传统经验法向运用理论框架方面转变。但这些理论框架主要基于土和粒状材料的弹性假设，从而限制了材料塑性性能的发挥。安定分析基于弹塑性理论，可以确定结构在循环或变值荷载作用下的最大承载力，因此，能够被运用于道路承受交通荷载的问题。阐述了安定理论的概念以及两种经典安定定理，回顾了道路安定分析方法的创始及发展过程，包括与试验结果的比较，讨论了残余应力在道路中的分布、两种求解道路安定荷载极限的方法，以及与塑性极限分析的比较，并把一种下限安定分析方法应用于多层柔性路面的设计，最后展望了道路安定理论未来的发展方向。

作为替代型垃圾填埋场封顶，毛细阻滞型腾发封顶具有诸多优点，但目前主要在欧美干旱、半干旱地区使用，对其在湿润气候区工作性能的研究较少。选用低塑性粉质黏土和砾砂作为填料，在杭州市一露天环境构筑模型土柱并培育植被，量测自然降雨、蒸发和植被蒸腾作用下土柱透水量、地表径流量和各深度含水率变化，探讨毛细阻滞型腾发封顶的工作机制。试验历时15个月，得到该封顶在降雨高峰期、晴热高温期、台风影响期和冬季阴冷期等时段的响应。试验结果表明，降雨和腾发作用下粉质黏土含水率变化较大，底部砾砂中也有较小幅度干湿循环，腾发可在整个封顶土层范围内起作用；当粉质黏土底部达到饱和，砾砂含水率接近4%时底部有水透出，此时该封顶暂时失效，后随水汽运移毛细阻滞界面功能恢复，该封顶仍能正常工作；试验过程中，降雨总量为1 782.6 mm，共产生地表径流为53.08 mm，透水为19.64 mm，其他降水均在土层吸持与腾发交替作用下最终返回大气，在试验期间该封顶能有效地阻止降雨入渗。

通过直剪模型试验，研究节理表面形貌下非贯通节理岩体扩展贯通强度特性。非贯通节理岩体的扩展贯通过程分为4个阶段：初裂前阶段、稳定扩展阶段、非稳定扩展阶段和摩擦阶段。结合试验现象和切向变形曲线，研究了非贯通节理岩体的初裂强度、临界强度、贯通破坏强度、残余强度等特性。在相同的法向应力下，节理表面越粗糙，不仅非贯通节理岩体的贯通破坏强度越大，而且初裂强度、临界强度、残余强度也越大。在不同的节理表面形貌下，初裂强度与贯通破坏强度的比值约为70%；临界强度与贯通破坏强度的比值约为90%；不过，残余强度与贯通破坏强度的比值变化较大，约为50%～90%。试验为进一步研究非贯通节理岩体破坏理论提供试验验证。

为探讨压实膨胀土的体变行为，以荆门弱膨胀土为研究对象，借助高压固结仪对6种制样压实度下的膨胀土试样进行了一维无荷载膨胀和含一次卸载－再加载循环的压缩试验。基于膨胀试验结果，构建了膨胀时程方程，通过参数分析，明确了方程参数的物理意义，并建议了膨胀时程曲线3阶段的划分方法。基于压缩试验结果，探讨了固结屈服应力、压缩指数Cc、回弹指数Cs、膨胀力与制样压实度、土体结构性、膨胀势、孔隙比的相关关系。试验结果及其分析表明，膨胀土体积变化是膨胀势与外部荷载、湿度变化的耦合作用结果，且具有强烈的水-力路径依赖性。

动力触探是一种应用广泛的原位测试技术，其动探杆长最大可达到上百米，在实际应用中需要进行杆长修正，目前规范中关于动力触探杆长修正问题，给出了以牛顿弹性碰撞理论和弹性杆波动理论为基础的两种修正方法，依据两种理论得出的修正系数是截然不同的。动力触探试验成果应该如何进行杆长修正，是限制该方法应用的重大问题。针对动力触探杆长修正问题，提出了室内模型试验，并依据砂砾石和均质砂两种地基土进行不同杆长的重型动力触探模型试验，杆长分别为2.0、8.9、16.4、23.4、30.0、36.0 m。通过试验，得到重型动力触探杆长修正系数。分析认为，重型动力触探杆长修正规律符合牛顿弹性碰撞理论，且与地基土材料特性无关。

渗透性是砂土的重要工程性质之一，影响砂土渗透性的因素有很多，比如土体密实程度、土颗粒自身特性、流体性质等，其中孔隙率与颗粒粒径是两个重要影响因素。而以往基于混合粒径的天然砂土的研究很难分别对这两个因素进行独立的研究。基于此，首先开展了单一粒径级砂土的常水头渗透试验，分别研究了同一粒径级砂土渗透系数随孔隙率的变化和同一孔隙率下不同粒径级砂土渗透系数随均值粒径的变化规律。试验结果显示，渗透系数随着孔隙率的增加而线性增加、随均值粒径二次方的增加而线性增加，其中均值粒径的影响较大，其变化能导致渗透系数量级上的差异。在此基础上，开展了多粒径混合砂土的渗透试验，讨论了曲率系数、不均匀系数等级配参数对渗透性的影响，从而将单一粒径级的研究成果推广到天然砂土，最终拟合出渗透系数与相关影响因素的经验公式，以便工程实践参考使用。

压桩过程中PHC管桩侧摩阻力与端阻力的分离是制约其贯入机制及承载力研究的瓶颈。通过桩身预埋准分布式FBG光纤传感器，对贯入成层土地基中5根足尺开口PHC管桩侧摩阻力及端阻力发展变化情况进行了监测。试验表明，准分布式光纤传感测试技术现场可操作性强，粗放施工环境下贯入阻力分离效果较为理想。成层土地基中压桩力曲线基本反映地层土性变化，桩端土层性状对压桩力影响较大。硬质土层界面处试桩压桩力平均增幅约为64.06%，端阻力受地层变化影响更为显著，平均增长幅度约为97.41%，侧摩阻力平均增长幅度约为17.92%；桩端位于非硬质土层试桩压桩力变化不明显。贯入过程中现场足尺试验桩身应力变化不同于室内模型试验，桩身上、下部侧摩阻力发挥的力学机制不同。受现场粗放施工条件及深度方向土层变化影响，贯入成层土地基中桩侧摩阻力临界深度现象不明显。

利用平均固结度普遍解，将未打穿散体材料桩复合地基转化为等效双层地基，推导出未打穿散体材料桩复合地基固结简化解，给出其平均固结度计算简化公式。根据简化解、现有解和有限单元法编制程序，绘制考虑贯入比、桩体渗透系数、土体扰动区渗透系数和土体扰动区影响因子等因素对固结的影响曲线图，分析了各因素对未打穿散体材料桩复合地基固结性状的影响，并对3种计算方法所求出的平均固结度进行了比较研究，进而探讨了简化解的适用性。研究结果表明，无论是在单面排水还是在双面排水条件下，简化解求出的平均固结度总体上是介于现有解和有限单元法二者之间，尤其在固结过程的“中后期”（即固结度≥50%时）。从实用角度来看，简化解的计算结果具有足够精度，且简便、实用；在各种影响因素中，散体材料桩长度和桩体渗透系数对固结过程的影响最大。

探讨Bouc-Wen土体动力模型的适用条件与参数对滞回圈的影响等。基于热力学基本定律，研究了Bouc-Wen土体动力模型的增量耗散函数表达式，讨论了不同动应变水平下某筑坝土石料的能量耗散机制。发现筑坝土石料的动力特性存在2个阈值应变，即第l和第2阈值应变。其对应的模量比分别为0.94左右及0.50～0.80之间。第2阈值应变与传统意义上以孔压升高或体积变化为标准的门槛应变相当。对进一步认识土体动应力-应变特性有一定意义。

片岩因受片理面影响，其变形行为和破坏机制与一般岩体存在明显差异。为此，采用室内单轴压缩试验，研究了十堰－房县高速通省隧道武当群片岩在片理面倾角分别为0°、45°、90°时的变形参数各向异性特征及破坏机制。结果表明：片岩变形参数及破坏模式具有显著的各向异性特征。按照弹性模量E由大到小的顺序，试样的片理面倾角依次为：90°、0°、45°；按照泊松比v由大到小的顺序，试样的片理面倾角依次为：45°、0°、90°。片理面倾角为0°时试样以垂直片理面方向的压断破坏为主，45°时试样以沿片理面方向的纯剪切破坏为主，90°时以劈裂破坏为主。在此基础上，通过电镜扫描、FLAC3D数值试验结果等，分析了片岩变形破坏各向异性的机制，认为主要原因是片理面空间方位与轴向力方向不同的组合，导致软弱结构面——片理面对片岩变形的贡献差异明显。

利用上限定理与强度折减法，提出了一种新的边坡反分析方法。该方法基于边坡的滑动面形状，不需要位移、应力等监测数据。分析边坡的临界滑动面位置与强度参数的关系，可以发现，当边坡的几何形状、土体重度以及孔隙水压力分布确定，则临界滑动面的形状只与土体黏聚力 、内摩擦角 的关系式 有关，并在此基础上引入边坡的无量纲系数 。利用极限分析上限定理与强度折减法，得到了边坡临界滑动面方程，提出了其深度的计算公式，建立了边坡 值与滑动面深度的关系。通过已有边坡的反分析实例，验证了方法的正确性和有效性。

通过在屈服准则和剪胀性方程中引入材料状态参数，建立了一个与材料状态相关的本构模型，用于模拟不同初始孔隙比和围压下土体的应力-应变关系。基于二阶功理论，建立了饱和土体静态液化失稳理论判别准则。通过预测一系列饱和松砂三轴不排水试验结果，验证了所建立的本构模型及判别预测准则的合理性。分析结果表明，静态液化发生于土体硬化阶段，静态液化触发伴随着剪应力达到峰值，其后剪应力降低且孔隙水压力持续增长。进一步地，模拟了充分降解的城市固体废弃物在不排水条件下的应力-应变特性，并预测到了潜在失稳线及静态液化触发点。

利用RMT－150B岩石力学试验系统和GD－65/150高低温环境箱，对经历不同温度后煤系泥岩的力学特性进行试验研究，分析不同温度下煤系泥岩的应力-应变全过程曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、变形模量以及泊松比受温度的影响。研究结果表明，不同温度下泥岩的力学特性有差异。随温度的升高，其峰值应力、峰值应变有不同程度的降低，其峰值应力从25 ℃时的9.153 MPa下降到55 ℃时的8.271 MPa，降幅为9.6%；峰值应变从25 ℃时的11.002×10-3下降到55 ℃时的8.249×10-3，降幅达25.0%。弹性模量随温度的升高逐渐减小，变形模量随温度的升高而增大，泊松比随温度的升高逐渐减小，由此得到各参数变量随温度的变化关系。研究成果可为深井高温软岩巷道的围岩控制提供理论基础。

基于小波分析方法，从NGA数据库的3 551条地震记录中选取189条速度脉冲地震动，地震动均转换成发生最强脉冲的方向。基于Newmark方法，分析了近断层速度脉冲地震动作用引起的边坡永久位移值。结果表明：近断层速度脉冲地震动对边坡产生特殊的破坏作用，表现在滑动位移值大、滑动体破坏力强等方面；边坡永久位移值与速度脉冲地震动的峰值速度具有高度相关性，位移值较大时尤为明显。建立了基于单变量形式的峰值速度及双变量形式的峰值速度、峰值加速度两种边坡永久位移预测模型，模型简单实用，与回归数据具有很好的相关性，前者更适用于预测对实际工程影响较大的永久位移值，且离散性较小。提出的预测模型为考虑近断层地震动速度脉冲特性影响的边坡永久位移值的概率地震灾害分析提供了基础。

为了考察桩、土主要参数对饱和土中管桩水平振动的影响，将土体分为桩周饱和土和桩芯饱和土两部分，利用多孔介质理论的饱和土控制方程建立了饱和土-管桩的耦合振动模型。在考虑桩周饱和土和桩芯饱和土边界条件的情况下，运用势函数解耦的方法对桩周饱和土和桩芯饱和土的水平振动进行了求解。在考虑桩周饱和土和桩芯饱和土对管桩作用的情况下对饱和土中管桩的水平振动进行了求解，得到了管桩桩顶的水平动力阻抗，并分析了主要桩、土参数对管桩水平动力阻抗的影响。研究表明：管桩内外半径、桩周土和桩芯土剪切模量比、泊松比之比对管桩水平动力阻抗的影响较大，低频时液-固耦合系数比对管桩水平动力阻抗有一定的影响，而阻尼比之比对管桩水平动力阻抗阻尼因子有一定的影响。

已给出弹塑性变形条件下围岩-支护相互作用的全过程解析求解，在此基础上深入研究3种常用支护结构的支护作用效果，是非常必要的。考虑开挖面空间效应，根据弹塑性变形条件下围岩-支护相互作用的全过程解析求解，针对6、5、4 m直径的工程算例，分别对素喷混凝土、锚杆和U型钢等3种支护结构的支护作用效果进行了理论计算与分析，主要包括：3种支护结构极限承载能力理论计算、基于开挖面空间效应的3种支护结构控制围岩弹塑性变形的理论计算与效果分析、剩余支护承载力对普氏围岩压力支护效果的计算与分析；研究了U型钢支架的荷载-径向变形本构关系、提出了剩余支护承载力的概念、分析了支护结构支护围岩各类形变压力的支护机制。研究结果表明：（1）3种支护结构能提供的支护承载力 （<1 MPa）相对于原岩应力 （>10 MPa）来说量级太低，控制5～6 m及更大直径的巷道围岩弹塑性变形是无效的，但控制4 m直径的巷道围岩弹塑性变形是有效的；（2）对于直径达5～6 m甚至更大的巷道围岩，若支护结构的剩余支护承载力 能有效地被保存，则支护结构还可以起到有效地支护普氏围岩压力的作用。

静钻根植竹节桩是由预应力竹节桩和桩周水泥土构成的一种新型组合桩基，该新型桩不仅承载性能较好，而且可以大量减少桩基施工过程中所产生的泥浆污染。通过静钻根植竹节桩和钻孔灌注桩的静荷载对比试验及埋设在竹节桩桩身上的应变计对桩身轴力进行测量，分析了静钻根植竹节桩桩身的轴力分布情况以及侧摩阻力的分布，用有限元软件ABAQUS对静钻根植竹节桩进行三维建模计算，详细地分析这种新型组合桩的荷载传递机制。结合现场试验与模拟计算可以得到：在软土地区，静钻根植竹节桩这种新型组合桩的承载力比普通钻孔灌注桩要高；静钻根植竹节桩桩身变形由预制桩所控制，竹节桩与桩外围水泥土近似变形协调；竹节桩竹节的存在对组合桩承载性能有着极其重要的作用；在软土中静钻根植桩侧摩阻力是灌注桩侧摩阻力的1.05～1.10倍。

开采保护层是防治煤与瓦斯突出最有效的措施之一，其关键是保护范围的合理确定。针对急倾斜多煤层上保护层开采有效保护范围的划定问题，基于煤层瓦斯越流理论，根据煤岩层变形与瓦斯渗流的固-气耦合作用，建立了瓦斯渗流场方程和煤岩体变形场方程，得到了急倾斜上保护层开采瓦斯越流固-气耦合数学模型。以南桐矿区某矿上保护层开采为实例，通过多物理场耦合系统，建立了该矿上保护层开采瓦斯越流几何模型并进行数值计算，获得了上保护层工作面开采后被保护层瓦斯压力的分布规律，确定了上保护层开采的卸压保护范围。数值计算与现场考察试验结果具有一致性，由此验证了数值计算的合理性。研究结果可以对现场保护范围的划定及卸压瓦斯抽放等提供理论指导，具有实际工程意义。

从概率的观点出发，结合确定性矢量和安全系数方法，对设计基准期内随机地震条件下的重力坝岸坡坝段动力抗滑稳定性评估方法问题进行了初步探讨。首先，基于确定性动力时程分析法，得出坝段抗滑矢量和安全度时程曲线，评价一次确定性设计地震作用下的坝体稳定；然后，考虑基准期设计烈度下地震的随机性，进行坝体动力稳定的可靠度分析。通过Gram-Charlier级数拟合法和随机加权最大熵法，得到坝体动力稳定安全度时变曲线中最小值的概率分布函数及其动力可靠度；最后，结合确定性和概率性分析结果，综合评价设计基准期内地震作用下的坝体抗滑稳定性。工程实例分析结果表明，采用确定性与概率性结合的互补方法，能够进一步认识动力稳定分析中安全裕度的合理性评价问题，进而更加合理地评估整个设计基准期内重力坝的动力抗滑稳定性。

地下储气构造物是压气储能（CAES）电站选址的决定因素，其中人工开挖的硬岩洞室因其受地质构造限制小、适应范围广而备受关注。针对压气储能地下洞室方案选型和密闭性要求，选择了典型的洞室埋深（200、300、500 m），考虑不同的洞室形式（隧道式和大罐式）和洞室尺寸，采用Abaqus有限元软件计算出高内气压下压气储能洞室围岩的塑性区和洞周应变。通过分析开挖后和充气后两个工况下围岩的受力和变形特征，获得合适的洞室形式。当围岩级别为Ⅱ级、内压为10 MPa的情况下，埋深为300 m的圆形洞室和大罐式洞室稳定性较好，该埋深下6 m直径圆形洞室最大洞周应变为7.55 ，容积为 大罐式洞室最大洞周应变为5.54 ，以上值都在一般橡胶类高分子密封材料的正常工作范围内，这为密封材料在不同温度下的延伸率和耐久性研究提供了基础数据。

基于地下岩体受节理面的控制，节理面的几何和力学参数随机分布，从而导致岩体系统具有高度不确定性，提出以关键块体理论为基础，考虑节理几何和力学参数随机性的岩体开挖可靠度分析方法，并给出了块体稳定的总失效概率评价模型。以澳大利亚阿德莱德地区一铜矿地质条件为例，以节理面倾角、倾向、摩擦系数和黏聚力为随机变量，通过Monte Carlo模拟和概率图方法，进行了岩体可靠度和失效概率的计算。最后，采用条件概率的分析方法，计算了单面滑动块体的总失效概率。计算结果表明，块体沿单面滑动并且出现的概率为11.0%，总的失效概率为3.85%，超过一般岩体工程可允许的风险水平，认为该方法可以作为评价块体可靠性的依据。

采用分布式光纤传感技术对赫章特大桥195 m主墩下的大直径嵌岩桩承载特性进行了系统的研究分析。首先采用室内模型试验验证了光纤技术在桩基测试中应用的可行性；然后通过现场埋设和施工过程中的数据采集、整理与分析，系统研究了大直径嵌岩桩的承载特性及其荷载传递机制；依托工程的实测变形量进一步证明了光纤测试技术的可行性和正确性。基于全分布式光纤传感技术的研究结果对大直径嵌岩桩理论及其工程应用具有参考价值，同时对光纤测试技术在桩基测试中的应用具有借鉴作用。

基坑开挖后的卸载会引起基坑的回弹，基坑开挖越深，则回弹量越大，较大回弹量会造成各种工程问题。现有回弹量计算方法需要进行专门的回弹试验或特定应力路径试验以确定回弹计算所需的模量。为了避免进行专门试验，特研究了应用常规试验所得模量与常用Mindlin解和Boussinesq解相结合，得到一种计算回弹量的简便可行方法。通过对Mindlin解和Boussinesq解计算所得应力，与e- 模型和Duncan-Chang模型的变形计算方法进行组合，得到4种计算方法，然后应用分层总和法计算求解基坑的回弹量，通过与实测值对比，比较4种组合计算方法的精度，得出更适合于工程实际应用的、准确性更高的基坑回弹量计算方法。经3个工程实例检验，推荐采用Mindlin解和e- 模型分别计算应力和模量，再应用分层总和法累加变形量，可得到与工程实测值非常相近的坑底总回弹量和坑底分层回弹量。

在对矿区地质条件、采矿情况以及监测资料分析的基础上，提出了悬臂梁的力学模型。该悬臂梁是由NWW向节理切割下盘的花岗岩岩体而产生。地下采矿引起的岩层移动分为两个阶段，筒状破坏延伸到地表之前为第1阶段；筒状破坏延伸到地表后，则进入第2阶段。筒状破坏延伸到地表使水平构造应力释放，悬臂梁受力发生变化，而发生弯曲折裂变形和破坏，从而形成了深部岩体破坏的4个区：破裂岩体区、破裂过渡带、变形区和未扰动岩体区。通过对矿区地表测点所测数据进行分析，结合上述岩层移动机制和裂缝产生过程，将变形区域划分为：变形累积区、裂缝产生区、裂缝扩展区和裂缝闭合区。随着采矿的进行，深部岩体4区将逐渐向下延伸，地表4区将逐渐向外扩展。

为了寻求基于强度折减法的三维边坡稳定分析的合理判据，依托珍珠坝边坡采用FALC3D对位移突变判据及塑性区贯通判据进行分析，并与ANSYS计算结果和二维极限平衡结果进行比较。结果表明：在采用强度折减法对三维边坡稳定分析时，位移突变判据根据总位移增量和折减系数关系曲线较易识别突变点且特征点选在边坡坡顶滑体上较为合理；针对塑性区贯通判据的不足，提出了以贯通率增量和折减系数曲线上的突变点来判别边坡稳定性。因此，三维边坡失稳判据的合理选用应遵循以下原则：建议在滑带明确的情况下采用塑性区贯通率增量突变判据，在滑带未知的情况下采用位移增量突变判据。

桩-岩接触面的性质对桩岩联合受力的状况有重要影响。大量的工程实践表明，桩-岩接触面存在显著的剪切流变现象。在前人研究的基础上，介绍了以位移协调法为基础的双曲传递函数迭代计算方法，并据此建立了一种可考虑桩-岩接触流变的桩岩联合受力迭代计算方法。与现场模型桩试验实测结果对比分析表明，双曲传递函数迭代计算方法能够较好地描述桩岩联合受力性能。当考虑了桩-岩接触面的剪切流变后，桩身各处轴力随时间的增长逐渐增加，直至趋于稳定，桩的轴力比不考虑流变时桩的轴力大。迭代计算结果与实测结果吻合较好，对桩岩联合受力性能的研究有一定参考价值。

为了合理确定各影响因子权重，客观分析泥石流敏感性，基于最小熵分析原理和未确知测度理论建立泥石流敏感性分析模型。选取金沙江流域26条典型泥石流沟，确定9个主要影响因子，利用最小熵分析原理分析各因子对泥石流系统贡献率及权重，然后基于未确知测度理论计算各泥石流沟的多指标综合评价尺度向量，最后根据置信度识别准则确定各泥石流沟敏感度水平。将分析结果与已有成果进行对比可知，仅有7条泥石流沟敏感性结果有所差异。将评价结果与现场实际调查情况对比分析可知，22条泥石流沟的敏感度水平与泥石流实际发育情况相符，仅有4条沟评价结果偏于“保守”，因此，利用所提出的模型进行泥石流敏感度分析是十分有效的，并可对泥石流的防治提供合理的建议，可以在实际工程中推广应用。

坝址区复杂的地质条件与岩体力学环境变化，直接影响坝肩岩体抗滑稳定及拱坝的安全。我国西南乌东德超高拱坝坝址区工程地质条件极为复杂。坝体载荷后，区域内地层岩性、断层构造、岩溶系统、拱座内不连续裂隙等自然地质条件，成为影响坝肩岩体稳定性的主要因素。基于可研阶段地质勘探数据、二维地质剖面和工程设计数据，采用面向对象技术、多种软件协同作业，建立自然地质条件和工程对象的几何模型。构建适用于地应力反演分析，坝体载荷、工程开挖等因素影响下坝肩稳定性分析的三维精细有限元计算模型。该三维模型最大程度地模拟了工程岩体复杂结构，为高拱坝坝肩岩体稳定性综合分析提供良好的基础。计算结果表明：河谷两侧近地表地应力带及河床深部地应力区应力水平与实际量测值接近。坝肩槽开挖完成后，右岸拱肩槽800 m高程附近位移值最大达到12.9 mm。两岸9个可能滑动楔块在不同荷载组合条件下有一定差异，整体上左岸坝肩稳定性强于右岸。组合地震荷载作用下，所有楔块安全系数均大幅下降，但仍具有一定的安全裕度。

在自主研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中引入Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型，针对一个假设的实验室尺度且位于非饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置模型，拟定两种计算工况：（1）孔隙率和渗透系数是压力溶解的函数；（2）孔隙率和渗透系数均为常数，进行4 a处置时段的数值模拟，考察了岩体中的温度、颗粒界面水膜及孔隙中的溶质浓度、迁移和沉淀质量、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力、地下水流速和应力的变化、分布情况。研究结果表明：工况1计算终了时，压力溶解使得孔隙率和渗透系数分别下降到初始值的43%～54%、4.4%～9.1%。在核废料释热温度场的作用下，工况1、2中的负孔隙水压力分别为初始值的1.00～1.25倍、1.00～1.10倍，前者表现了压力溶解的明显影响；两种工况的岩体中的应力量值及分布基本相同。

在底部可测孔压的固结仪内进行单面排水固结试验时，观测到试样底部的孔压可出现滞后现象。为分析其原因，考虑加载引起的动力效应，建立以竖向应变为求解对象的一维动力固结方程，并用有限差分法进行求解。引入新指标CD来综合考虑试样压缩模量、渗透系数、密度以及土样厚度等4个参数对动力效应的影响，探讨了该指标对固结过程中孔隙水压力的影响。计算结果表明，瞬时加载引起的动力效应是引起试样内孔压滞后的一个原因，并且对于压缩模量或渗透系数较大的试样，更易出现孔压滞后现象，同时动力效应对固结度的影响则主要体现在固结的前期。最后讨论了固结分析时可以忽略动力效应的范围。

针对岩石透明条件差，磨料射流冲击岩石的损伤机制不易观察等问题，运用SPH和FEM耦合算法，并引入J-H-C含损伤本构模型描述磨料射流冲击下岩石的损伤场的演化机制。研究结果表明，磨料射流侵彻岩石的深度与磨料射流中磨料的浓度与磨料形状有关；岩石在磨料水射流作用下的沿径向和轴向损伤是呈阶梯式的，距离冲击表面越近，损伤曲线的梯度越大，损伤演化的阶梯形式越不明显；距离冲击表面越远，损伤曲线的梯度越小，损伤演化的阶梯形式越明显。

将不确定性岩土参数建模为随机场而非传统意义上的随机变量，基于随机场的局部平均理论，提出了用于二维随机场离散的三角形单元局部平均法。通过面积坐标变换和高斯数值积分，给出了三角形单元局部平均随机场协方差矩阵的解析计算方法和数值计算方法。采用算例再现了所提方法的分析过程和有效性，并与传统二维随机场四边形单元离散法进行了对比。结果表明：提出的二维随机场三角形单元离散法能与有限元三角形单元离散法完美结合，随机场单元与有限元单元的对应关系清晰，易于随机有限元程序的编制；对于随机场单元的均值，传统四边形单元离散法与所提方法的计算结果相同；对于随机场单元的方差，传统四边形单元离散法计算结果偏小，所提方法显得更加科学、合理。

非饱和土渗透系数函数是非饱和土体渗流分析中必不可少的参数。然而非饱和土渗透系数函数测量非常困难，其中稳态法测量范围过于狭小，而瞬时截面法耗时动辄数月，难以应用。为此，提出了湿润锋前进法，有望在一周内测得渗透系数函数。采用数值模拟手段检验湿润锋前进法的测量精度和适用范围。数值模拟结果显示：对于砂土、粉土、黏土，湿润锋前进法得到的渗透系数函数均与输入的理论渗透曲线一致，但测量范围限于高吸力范围（大于进气值）。此外，还采用瞬时截面法计算了渗透系数函数，结果表明：瞬时截面法计算的渗透系数在理论渗透曲线附近波动，其精度取决于监测截面的间距，间距越大，精度越低。在给出的20、60、100 mm这3种间距中，20 mm间距时计算得到的渗透系数精度最高，但与湿润锋前进法的精度仍有一定差距。因此，湿润锋前进法是一种可靠的能够快速得到渗透系数函数的测量手段。

大型滑坡物理模型试验中常采用高精度的特征点监测，缺少整体变形资料；而三维激光扫描技术可以高精度、快速、完整地扫描实物，获得海量的点云数据，构建实物的数字化模型，从而详细描述表面细部状况。将三维激光扫描技术引入到滑坡物理模型试验坡体表面整体变形监测中，通过数字仿真试验对点云数据4种变形测量方式进行了对比和评价，推导了点云数据单个扫描点的空间位置精度的评价模型，对点云密度进行了理论分析。通过滑坡物理模型试验实例，采用点云比较、重心法、点云叠加方法测量模型的整体变形和单个监测点的位移，对滑坡不同演化阶段变形特征进行了综合分析。研究表明：空间位置精度的评价模型、点云密度模型为三维激光扫描变形监测的测量成果评定，测量方案的优化设计提供了必要的理论基础。点云叠加、点云比较为面测量，可以获得整个模型坡面的变形和位移情况，测量模型的变形趋势和变形量级，重心法、拟合法则属于点测量，可以获得单个监测点准确的位移量。基于三维激光扫描技术坡面监测是结合点测量和面测量的优势，在保证高精度特征点监测同时，获得模型坡面的整体变形和位移。

深部软岩体应力测试难度大，尚无有效测试技术。对此，研制了一种适用于软岩体应力测试的三向压应力传感器，提出了相应的解算方法，并对传感器进行了标定试验、干扰试验和室内模型试验。标定试验结果表明，传感器的线性度、重复性等静态性能良好。当荷载不断增大时，传感器的测量误差先逐渐减小，直至为0，而后又逐渐增大，但误差基本上都在10%以内，说明传感器能较精确地测量量程范围内的应力大小。干扰试验结果表明，传感器3个传感面之间的相互干扰可以忽略不计。模型试验结果表明，随着加载次数的增加，传感器所感知的力越来越接近所施加的力，最后趋近于相等，进一步表明了该传感器基本满足工程实践要求。此外，初步探讨了传感器的优化设计方向等问题。

为研究一种有效、合理的测定路基动模量的方法，在分析便携式地震波地质分析仪的工作原理和测试特点的基础上，根据弹性动力学和表面波谱分析理论，阐述了便携式地震波地质分析仪的测试原理，并推导了测试路基动模量计算公式。结合路基测试实际工作要求，提出了便携式地震波地质分析仪器的测试步骤及技术要点。通过在路基进行大量点点对应的便携式地震波地质分析仪、便携式落锤弯沉仪和承载板回弹模量测试以及动态圆锥贯入仪贯入测试和灌砂法压实度测试，建立了便携式地震波地质分析仪动模量与其他各指标之间的相关关系。结果表明，便携式地震波地质分析仪与其他检测方法具有很好的相关性，相关系数均大于0.8。结果表明，应用便携式地震波地质分析仪快速检测路基动模量是合理、可行的，可以用于路基施工过程的质量控制，为路面结构设计提供参数和依据。