地基土承受超载作用时就会产生沉降，在土体沉降作用下埋置于其中的管道，管壁就会产生变形甚至破裂。为分析地面超载对临近地下管线的影响，基于温克勒（Winkler）弹性地基短梁理论，应用Boussinesq解，考虑地面超载引起下卧层的沉降及地基土体的侧向移动对管道的影响，建立地面超载对埋地管道影响的分析计算模型，并采用有限差分法进行求解；通过算例分析了超载大小、位置，管道刚度、埋深、管径以及土体性质对埋地管道位移的影响；结果表明：超载大小、管道的刚度、埋深、管径对地下管道位移的影响较大，而当地基基床系数和超载离管道的距离增大到一定值时，地面超载对其影响将减弱。因此，需要考虑邻近超载对管道的影响，合理制定埋地管道的保护措施。

天然胶结钙质土是广泛分布于热带及亚热带海洋中由生物碎屑经碳酸钙胶结或固结而形成的碳酸盐岩类。其独特的工程性质常常给岩土工程设计与施工带来麻烦，也正因此引起了研究者的兴趣并对其开展了较为全面的试验研究工作。针对天然胶结钙质土、人工胶结钙质土的室内试验以及人工胶结钙质土试样的制备等3方面取得的研究进展进行总结回顾，汇总了胶结钙质土的基本应力-应变行为以及围压、初始密度及胶结度等主要参数的影响规律，指出了研究中尚存在的问题，并对胶结钙质土的进一步的研究工作进行了展望。该工作必将对此领域的研究具有借鉴和指导意义。

软土的次固结对于软土的变形量非常重要。在软土次固结计算中，通常以次固结系数作为计算参数，但该系数不能反映荷载变化的影响，而且只适用于正常固结土。由于工程中所遇到的大都为超固结土，对超固结土的次固结计算还缺少合理的方法。通过室内试验开展了软土次固结沉降相关研究，进行了多组原状软土试样的分级加载次固结试验，试验结果表明，对于软土次固结计算，建议从次固结应变与时间关系的角度，采用双曲线形式进行拟合，并分别对正常固结和超固结状态的次固结应变参数进行分析，建立了一维次固结的经验模型公式，提出了一种考虑压力对次压缩影响的次固结沉降计算方法，并将该方法应用于现场工程项目，验证了该方法可以适用于正常固结土和超固结土，使得软土次固结沉降量的计算能够更好地反映实际工程问题。

设置于地基中的土工袋不仅可以提高地基承载力，而且具有减振隔振效果。通过水平循环剪切试验研究了土工袋的动力特性，验证了土工袋具有可变的水平刚度和较大的阻尼比，表明土工袋是一种良好的基础减振隔振材料。土工袋的等效阻尼比随着竖向压力的增大而减小，随着最大剪应变的增大而增大。同时，采用离散单元法进行了土工袋在动力荷载作用下的数值模拟计算，土颗粒间采用弹簧-阻尼器接触模型；而土工袋被看成具有张力的小颗粒薄层，这些小颗粒间的接触与袋内土颗粒间的接触模型相同，但仅设置法向的接触而无切向接触，且只受拉不受压。结果表明，土工袋的减振消能效果主要来自于袋内材料的摩擦耗能、黏滞耗能以及袋子张力引起的耗能。另外，还进行了土工袋沟槽的原位振动测试，验证了土工袋的减振隔振效果。

为了解水溶造腔过程中盐岩在卤水浸泡环境中的剪切特性，设计了盐岩剪切特性影响因素的正交试验，研究了卤水浸泡时间、温度和加载速率对盐岩剪切特性的影响规律。试验结果表明，卤水浸泡会弱化盐岩的抗剪强度，卤水浸泡时间越长盐岩抗剪强度越低，但最终趋于稳定；卤水温度升高，加剧盐岩内部损伤，盐岩抗剪强度随之降低；经一定温度卤水浸泡后盐岩的抗剪强度随加载速率的增大而降低，且其延性特征也随浸泡时间、温度和加载速率的增大逐渐减弱。通过对任意两个影响因素分别进行二元线性回归，根据其标准回归系数对盐岩抗剪强度的相对重要性比值构建判断矩阵，运用层次分析法计算出温度、加载速率和浸泡时间等影响因素的权值分别为0.397，0.340，0.263。极差分析和权值计算表明，盐岩剪切强度的影响因素主次关系依次为温度、加载速率和浸泡时间。

为研究悬臂式围护桩结构的受力性状和土压力分布特点，结合西宁火车站改造工程，对该深基坑支护结构在不同开挖工况条件下，悬臂桩的受力性状与内力传递特征进行动态的现场试验。试验结果表明：悬臂桩的受力特征与理论值有所差异，在实际设计中，可对其在配筋方式、混凝土设计、嵌固段长度等方面进行优化，实测土压力小于朗肯土压力，与经典土压力理论有显著区别。该试验结果可以有效优化桩身设计，为软岩基坑支护结构在开挖过程中的受力及变形提供理参考性依据。

按照波函数展开法和镜像方法，对直角域中半圆形凸起和圆形孔洞对SH波的散射进行了分析，得到其稳态解。对含孔洞和凸起的直角域做分区，等效为一个含孔洞与凹陷的直角域和一个圆域的契合，其在分界面上满足位移和应力的连续性条件，即契合条件，分别构造两个区域内的位移波函数，按照孔洞边界柱面上的应力自由和契合条件定解波函数展开式的系数。按Fourier级数展开法，得到定解条件的线性代数方程组，截断求解，进而得到问题的解析解。数值算例给出圆形孔洞边沿动应力和地表位移幅值的分布情况，得到直角域自由边界、凸起、孔洞对散射和地震动的影响。

对于浅埋隧道开挖引起的土体位移规律很多学者进行了研究，但对于其水平位移规律的研究却不多。在总结比较现有3种地层沉降公式的基础上，结合其中一种地层沉降理论以及土体不可压缩的假设推导出了浅埋隧道上方土体的水平位移公式，使用该公式对相关文献中的实测数据以及有限元模拟结果进行了拟合对比，证明提出的公式能够较好地预测和描述浅埋隧道开挖引起的土体水平位移规律；另外，基于所推导的地层水平位移公式以及地层沉降理论公式，得出了该方法下的土体位移矢量角公式，并与O’Reilly 和New提出的方法进行了比较，所得结果与相关学者的研究结论一致，证明了该土体位移矢量公式的适用性。此研究成果可为相关实际工程中土体水平位移的计算和控制提供理论参考。

对水泥浆液黏度时变性进行了试验研究，证实了工程常用水灰比范围内水泥浆液服从宾汉姆流体特性；不同水灰比浆液黏度均随注浆时间增大而大幅度增加。根据试验结果，考虑注浆过程中水泥浆液黏度随时间的变化，对盾构壁后注浆水泥浆液的扩散规律及因注浆而造成的管片压力进行了推导及分析。计算表明：相同注浆时间条件下，水泥浆液扩散半径及注浆对管片产生的压力值均随注浆压力的增大而增大。考虑浆液黏度时变性后，扩散半径、注浆对管片压力值等均较不考虑浆液时变性时减小，且随注浆压力的增大，浆液黏度变化对管片压力值的影响更加明显。相同注浆压力条件下，浆液扩散半径及对管片产生的压力值均随注浆时间的增长而增加，但注浆前期增长速度较快，而后逐渐减缓。研究成果对于盾构壁后注浆工艺选择及参数设计具有较大的指导意义。

失水收缩是诱发黏性土体开裂的主要因素之一，揭示收缩开裂的内在机制对预防工程灾变具有十分重要的意义。以压实红黏土为研究对象，开展自然风干条件下4种初始干密度试样的自由收缩试验。依据试样收缩曲线的特征，确定了4个特征含水率点，包括饱和含水率、比例收缩阶段中间含水率、缩限以及残余收缩阶段中间含水率。试样从饱和含水率状态风干到上述特征含水率点后立刻用液氮冻干法干燥，并通过孔隙分析仪测定该脱湿状态下的孔隙分布特征，着重探明细观孔隙体积与宏观总体积收缩的对应过程。结果表明：失水过程的前阶段（偏湿时）团聚体间的孔隙优先收缩，表现为大孔隙体积峰值半径随着含水率的降低而减小，小孔径的孔隙体积则增多；而当达到残余阶段后团聚体内的孔隙会发生收缩，表现为小孔隙的体积峰值会减小；随着含水率进一步降低，土体进入零收缩阶段，团聚体间和团聚体内的孔隙均不会发生变化。整个失水过程中孔隙总体积明显减小，与所测得的宏观变化规律相吻合。

双排抗滑桩是加固大型滑坡的常用工程措施之一，在实际工程设计计算中的关键环节在于简单且合理地确定作用于前后排桩上的滑坡推力。将抗滑桩受荷段前侧坡体视为水平向的温克勒（Winkler）地基，基于弹性地基梁模型，并充分考虑桩体受荷段与锚固段的变形连续性，通过迭代算法确定出后排抗滑桩受荷段前侧坡体抗力，进而可对排间坡体采用传递系数法计算出前排桩桩后滑坡推力，给出了相关的理论计算公式。通过室内模型试验验证了所提方法的合理性，并针对一大型基覆式滑坡实例，具体计算出了前后排桩上的设计滑坡推力荷载。所提计算方法可为实际工程的简化设计提供参考。

针对岩石力学试验声发射时差定位算法中时延估计精度受诸多不确定因素的影响问题，提出全相位相位差法时延估计，通过小波分解与全相位频谱分析相结合求解相位差得到声发射信号的时延估计。利用小波分解找到不同传感器接收到的声发射信号中的同一主频的子带信号；对这些同一主频的子带信号分别做全相位频谱分析，得到每个子带信号中间样点的相位，再根据相位差与时间差的关系求出声发射信号到达不同传感器之间的时间差；进而利用时差定位法反演声发射源，实现了声发射源更精确的定位。在花岗岩（50 mm×100 mm×50 mm）上进行断铅试验，选取10个测点，经声发射监测验证结果表明，该时延估计方法能有效地减小声发射源定位的误差，提高声发射源的定位精度，平均绝对误差比美国PCI-2型声发射仪器定位结果提高约3 mm，该方法为反演声发射源提供了一种有效途径。

为克服边界面模型应用不便、不能反映卸载过程中土体的弹塑性性质的缺陷，提出了一个循环荷载作用下可考虑弹塑性加、卸载过程的重塑黏土改进边界面模型。模型采用了简单的边界面形式，可大大简化该模型理论的推导与计算；采取了不预先定义边界面大小的方式，有效地降低了改进边界面模型在应用过程中的经验性；加入边界面胀缩规则，使模型可考虑土样卸载过程中的弹塑性性质，进而可反映土样的滞回特性。通过对重塑黏土进行循环三轴数值模拟试验，并与真实试验结果进行对比分析，验证了改进边界面模型的合理性和有效性。数值验证结果表明，改进边界面模型具有物理意义明确、参数易于确定、形式相对简单的特点，且该模型计算精度较高，计算结果与试验结果吻合得较好。

针对岩土工程材料应变软化问题及有限元对其数值计算时切线刚度矩阵负定造成求解困难的问题进行研究。建立了基于Drucker-Prager（D-P）强度准则的岩石弹塑性应变软化本构模型，本构积分算法采用一种完全隐式返回映射算法，它具有无条件稳定和精确的特点，详细论述了如何进行本构模型的程序化求解；考虑弧长法在判断切线刚度矩阵正定性导致效率低的缺点，在弹塑性增量有限元方程的迭代计算中尝试采用Newton-Raphson法和arc-length法（NR-AL法）联合迭代求解的思路，即在结构未达到极限荷载前采用NR迭代法，而当结构接近极限荷载时转换为AL法控制迭代，从而使结构越过峰值点进入软化区直至破坏，NR-AL法汲取了2者迭代求解中具有的优势；利用C++语言对所建应变软化模型的本构求解和弹塑性增量有限元方程迭代求解过程给予程序实现，应用所编程序进行数值计算，分析了D-P理想弹塑性模型、应变软化模型、应变硬化模型计算的应力-应变曲线的区别，同时将应变软化模型计算结果与试验数据进行了对比。研究结果表明：所建应变软化本构模型可以较好地模拟岩石材料的峰后软化特性，能够揭示峰后应变软化特性和破坏机制，同时NR-AL法能够求解由于应变软化造成的负刚度问题，也克服了单独使用弧长法时判断切线刚度矩阵正定性效率低的缺点。

岩石的残余强度是岩石力学的重要指标，准确地评价岩石残余强度对于评价地下工程的稳定性以及优化岩体支护设计具有重要意义。基于岩石的三轴力学特性提出一种表征岩石峰后强度衰减行为的力学指标——岩石强度衰减系数，该指标可反映岩石的脆性程度，并提出岩石强度衰减系数与围压关系的幂函数模型。对22组不同成因的岩石常规三轴压缩试验数据进行幂函数模型参数拟合，发现不同岩石拟合所得参数离散性较大，分析其原因主要与岩石矿物组成和岩石结构特征等因素相关。在此基础上提出基于强度衰减方法确定岩石残余强度的方法，分析表明，该方法能够很好地拟合岩石残余强度试验数据，并能反映岩石结构性质对残余强度的影响。

针对非饱和土中桩的水平稳态振动问题，采用三相多孔介质波动方程，考虑固、液、气三相材料间的惯性和黏性耦合效应以及基质吸力的影响，通过Helmholtz矢量分解及分离变量法解耦波动方程，并将基桩等效为能描述其剪切变形和转动惯性效应的铁摩辛柯（Timoshenko）梁模型，采用Novak三维连续介质模型对非饱和土中端承桩的稳态水平振动进行了理论推导，获得了桩顶水平频域响应解析解，讨论了饱和度对土层和桩顶阻抗的影响以及桩身位移、内力沿深度的分布规律。结果表明，随着土体饱和度的升高，土层复阻抗和桩顶动力阻抗增大，桩身位移和内力则相应地减小；饱和度，包括渗透系数在内的影响仅在土体接近准饱和时才得以发挥；频率较低时，短桩拥有较大的刚度因子。桩长越长，阻抗因子越大，而共振频率越低。当长径比超过10时，桩顶阻抗不再随长径比的增加而改变。

为了研究颗粒级配对粒状材料不排水力学特性的影响，采用两种形状自相似度很高的材料（玻璃球和Hostun砂）进行了一系列传统三轴不排水压缩试验。对于每种材料，保持相近的相对密实度制作了6个不同颗粒级配（不均匀系数 1.1～20）的试样，然后进行剪切。试验结果表明，颗粒级配对粒状材料的不排水力学性能存在明显影响：两种材料试样的偏应力水平随着不均匀系数的增加而降低，抗剪强度随着材料的不均匀系数 的增加而降低，并在 5后呈现出趋稳势态。基于不排水剪切试验中颗粒集合体二阶功的演化规律，对材料受荷载过程中出现不稳定性的条件进行分析。结果表明，在相同密实度下，粒状材料的静态液化潜能随着材料不均匀系数 的提高而增强，高不均匀系数的材料变得不稳定。

岩土体中渗流场的监测是岩土工程防灾减灾中一项必不可少的基础工作。在总结已有监测方法优缺点的基础上，提出了渗流场碳纤维加热光缆的分布式温度光纤感测技术（简称C-DTS）；介绍了该方法的监测原理；提出了温度特征值（ ）的概念；设计了砂性土渗流模拟装置，并对砂性土中不同渗流速率下的渗流场进行了室内试验。通过试验确定了 与渗流速率（V）之间存在线性关系；证明了碳纤维加热光缆能够有效地提高DTS监测的敏感性，可实现渗流速率的分布式监测。对该方法应用于工程实践还需要开展的研究工作进行了分析。

通过对温州典型饱和软黏土进行一系列不同应力路径下的部分排水循环动三轴试验，研究了部分排水条件下循环围压对饱和软黏土变形特性的影响。试验结果表明：部分排水条件下，与常规的围压保持恒定，偏应力单独循环作用下的三轴试验结果相比，循环围压的存在对饱和软黏土的永久体应变和永久轴向应变均产生了的显著的影响。在相同循环应力比和循环次数下，试样的永久体应变和永久轴向应变均随着循环围压幅值的增大而增大，说明常规的恒定围压循环三轴试验会低估高速交通荷载作用下路基土体的沉降。基于试样第10 000圈的永久体应变和永久轴向应变，分别建立了可以量化部分排水条件下循环围压对饱和软黏土永久体应变和永久轴向应变影响的经验公式，并用于预测饱和软黏土在交通荷载这种包含循环偏应力和循环围压耦合作用的复杂应力条件下产生的永久变形。

针对目前倾斜煤层起裂机制不明确，导致水力压裂时盲目升高压力或增大注水量来增加煤层透气性的问题，根据最大拉应力理论，分析真实环境下倾斜煤层压裂钻孔周围应力状态，建立压裂钻孔周围煤岩体起裂压力计算模型及判断准则，并在重庆松藻煤电公司同华煤矿进行了验证，结果表明，根据实测压裂区域地应力状态，起裂压力随煤层倾角增大而增大，钻孔起裂位置随煤层倾角增大逐渐向走向方向偏转；现场试验起裂压力与理论计算相符，随煤层倾角增大而增大，从而验证了计算模型的正确性。

为评价采用抗滑桩支护后的边坡稳定性，从设计和验算两个角度着手，基于Morgenstern-Price（M-P）法建立了抗滑桩支护边坡的分析模型，进而得到了抗滑桩下滑力和边坡安全系数的表达式；通过引入自适应遗传优化算法，建立边坡稳定性分析优化模型，搜索采用抗滑桩支护边坡的非圆弧最危险滑动面；从确定安全系数求抗滑桩所受下滑力和确定抗滑桩抗力求边坡最小安全系数两种情况出发，探讨了抗滑桩位置对边坡稳定性的影响。结果表明：该方法可搜索出更加符合实际情况的边坡非圆弧最危险滑动面，并且能够得到抗滑桩的下滑力或边坡的最小安全系数，相同条件下抗滑桩应设置在边坡中部较为适合，才能最大发挥抗滑桩的加固作用。

基于Hoek-Brown强度准则，推导了在微小转动下嵌岩段桩侧法向应力及水平摩阻力计算模型，采用静力平衡原理建立了水平荷载作用下公路桥梁桩基嵌岩深度的计算公式，提出了嵌岩深度计算的新方法。参数敏感性及影响因素分析表明： （1）水平荷载引起的力矩 、桩径d、岩层上覆压力 、岩石单轴抗压强度 、岩体类别参数 、岩体地质力学分类指标RMR均对嵌岩深度有一定影响，在 、d不变的情况下，岩体质量和岩石单轴抗压强度对嵌岩深度的确定最为敏感； （2）岩体质量越差，所需嵌岩深度越大；岩体质量越好，岩层上覆压力对嵌岩深度影响越小，反之越大。（3）嵌岩深度随岩石单轴抗压强度的提高呈非线性缓慢地减小，在相同的单轴抗压强度下，岩体质量越好，嵌岩深度越小，反之越大。

对20℃、70℃、140℃、200℃、300℃、400℃、600℃、800℃等8种不同温度后红砂岩的力学特性进行了试验研究，结合压汞、SEM扫描电镜微观试验分析不同温度后红砂岩孔隙结构变化及微裂纹产生规律，并对红砂岩的不同温度劣化微观机制作初步探讨。研究表明：（1）不同温度后红砂岩单轴抗压强度在300℃达到峰值为常温的1.4倍；红砂岩劣化阀值温度为600℃，单轴抗压强度降幅达32.5%；（2）不同温度后红砂岩产生的裂纹宽度绝对多数分布在0～0.01 μm区间内，该区间内各阶段裂缝的分布比值与单轴抗压强度呈较好的相关性；（3）沿晶和穿晶裂纹产生以及裂纹均质性变差是红砂岩劣化的主要影响因素。

目前计算碎石桩处理软土地基临界填筑高度的方法并不完善，没有考虑软基经碎石桩处理后复合地基强度的增加和地基排水固结能力的提高，基于此，依据固结理论，引入碎石桩复合地基固结计算的简化方法，修正按变形控制的临界填筑高度计算公式；并结合四川省遂-资高速公路软基变形监测数据，得出软基厚度在6.5～11.0 m范围内，观测所得的临界填筑高度为4.5～6.5 m，该观测值与修正公式计算值差异性不显著，证实所推导的解析式是切实可行的；在此基础上，初步探讨影响路堤临界填筑高度变化的因素，得出软基厚度、桩间距对其影响较为明显。

应用突变理论，以顺层岩质边坡为例，考虑地下水对滑面带介质的应变和水致弱化性质，以及地下水对边坡后缘张裂缝的水力效应，构建了边坡的尖点突变模型，分析了顺层岩质边坡失稳的力学机制：边坡失稳过程主要是内部因素和外部因素共同作用的结果，内部因素主要是地下水通过物理化学作用软化了滑面带岩体，使滑面带岩体刚度比降低，在边坡失稳的过程中起主导的定性作用；外部因素主要是指边坡后缘张裂隙的静水压力，不仅使得边坡的滑动势能增加，还对边坡造成一种扰动的作用，加速滑坡的启动。在突变分析的基础上，推导了边坡后缘张裂缝临界充水高度和临界降水强度的关系式，建立了边坡滑移破坏的水力判据；给出了边坡岩体在渐进软化过程中的位移变化规律，剪切位移并非均匀增长，而是呈现出阶梯状跳跃式上升。同时，进行了室内物理模型试验（当刚度比 ），在一定程度上验证了考虑突变理论来分析顺层岩质边坡失稳的力学机制和边坡岩体在渐进软化过程中位移变化规律的合理性。并提出了此种类型边坡的处治技术与优化方法建议。

以宜巴高速公路沿途彭家湾软硬岩互层边坡为工程依托，依据地质分析及相似理论建立缓倾软硬岩互层边坡室内模型，采用开挖试验及和注水软化试验来模拟实际中的工程开挖（或河谷下切）和雨水浸润软化过程，研究缓倾软硬岩互层边坡的变形破坏机制。结果表明：在开挖及雨水软化两种工况下，该类软硬岩互层边坡的变形模式都是前期的滑移拉裂变形和后期的整体蠕滑变形，破坏模式是以深部软层为滑动面的整体滑移；硬岩层与软岩层的变形情况略有不同，硬岩层以整体蠕滑变形为主，而软岩层以滑移拉裂变形为主；深部软岩层的状态变化对边坡的整体稳定性影响非常关键；工程开挖（河谷下切）及雨水入渗都会对该类缓倾软硬岩互层边坡的稳定性有重要影响，开挖导致的临空面及微裂隙是滑坡发生的基础，水是滑坡发生的条件和诱因。

锁儿头滑坡是甘肃省舟曲县城附近、体积约72.85×106 m3的一个巨型老滑坡。20世纪70年代末滑坡开始复活，至今一直处于缓慢活动之中，显示滑坡活动具有典型的蠕动特点。滑带力学特性是控制滑坡活动机制的关键因素之一，为了弄清该滑坡滑带物质的蠕变性质以及控制滑坡活动的强度指标，通过滑带土残余状态下的直剪蠕变试验，研究了滑坡滑带土的蠕变特性，比较了滑带长期强度和残余强度的关系。研究发现，滑带土蠕变特性与应力状态相关，滑带进入加速蠕变的临界剪应力和剪切速率均与正应力线性正相关。该滑坡应力状态指示其已具备进入加速蠕变的条件。残余状态下该滑坡滑带土的长期与残余强度基本等价，前者略大于后者，且增大量值与正应力有负相关关系。

根据武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇大型圆形沉井结构特点与工程地质条件，结合施工现场沉降监测控制点的实测数据，采用大型有限元计算程序ADINA建立了三维计算模型，对沉井结构及其周围的地下连续防护墙进行了有限元分析，分析了沉井在下沉与封底过程中其结构自身的应力分布与变形情况，并探索了沉井在下沉过程中对周边邻近高层建筑与堤岸构筑物的影响。计算研究结果表明：沉井外围的地下连续防护墙主应力会随沉井的下沉而相应地增加，在沉井封底后其变形主要出现在上部和底部；而沉井在下沉过程中其结构底部的刃脚、十字隔墙、十字隔墙与环形井壁结合处均会出现较大拉应力；沉井的周边土体沉降量会随下沉深度而相应地增大。在沉井封底完成后测点的沉降理论计算值与实际监测值比较吻合，一般计算值较监测值稍小：二者的差值在邻近高层建筑的沉降控制测点为-1.22～-0.88 mm；而在附近的长江大堤处的关键测点为-1.27～0.64 mm。该计算模型对锚碇沉井下沉过程的沉降控制具有参考作用。

假定滑面正应力分布为含有待定参数的插值函数，利用力和力矩平衡方程推导出锚固力作用下边坡安全系数显式解和给定安全系数要求的锚固力系数解析解。并把这种方法用在边坡加固的实际工程中，发现在锚固力作用下，滑面上正应力分布比较连续，条间力分布也比较合理，而且其方法计算过程简单，易编程实现，便于工程应用，其计算精度也在严格极限平衡法限定范围内，同时克服了传统方法导致滑面正应力反常的缺点。另外，该方法与岩土边坡动力学方法相比较，结果是一致的，说明该方法是可行的。

乌鲁木齐-尉犁高速公路是连接天山南北的重要通道，翻越天山公路沿线将产生大量的工程边坡，如何快速、准确地评价高寒地区现有边坡的稳定性，以及后续建设过程中对边坡稳定性的影响，直接关系到线位选择、工程量及投资估算量。基于岩体基本质量，选取边坡岩体结构面与边坡临空面组合因素、水文条件作为主要影响因素对现有边坡岩体质量进行修正，构建了现状的边坡岩体质量评价体系（TBQ）。在此基础上，考虑了大温差及水文条件造成的冻融风化作用、地震影响以及开挖方式等因素，构建了边坡岩体稳定性的预测评价体系（TFBQ），对于完善高寒地区边坡质量评价体系具有重要的研究意义。通过运用该体系对项目区边坡进行了稳定性评价及预测适用性分析，取得了较好效果。

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以沪昆高速铁路隧道为依托，通过现场径向液压枕试验，测量各级压力下半径向变形，获取了隧道研究点处岩石抗力系数实测值。在实测数据的基础上，结合国内外相关的弹性抗力本构模型，建立了沪昆高速铁路隧道围岩抗力系数的5种理论计算模型：理想弹塑性模型、爆破裂缝弹塑性模型、塑性软化岩体模型、Lade-Duncan准则模型、统一强度理论模型，并有针对性的将所研究的20座隧道进行分类，分别计算其围岩抗力系数理论计算值。为了弥补现场试验点数目的限制，对所研究的隧道展开了数值模拟分析。通过对不同的埋深、围岩级别、地质特征下岩石抗力系数现场试验值、理论计算值、数值模拟值和规范值进行对比和综合，提出了高速铁路大断面隧道的围岩抗力系数推荐值，该推荐值突破了普通铁路隧道规范中关于抗力系数建议值仅限于弹性模型的限制，为优化隧道结构设计，充分利用围岩的自承能力提供了理论依据。

深埋洞室爆破开挖过程中围岩初始地应力的瞬态卸荷会诱发振动。针对圆形隧洞开挖，分析了地应力瞬态卸荷过程中围岩应变能、动能、径向应力做功3者之间的平衡机制，并采用量纲分析，建立了基于开挖岩体应变能的瞬态卸荷诱发振动衰减公式。结合锦屏二级引水隧洞和瀑布沟地下主厂房爆破开挖实例，开展了瞬态卸荷诱发振动的识别分离，并分析了诱发振动的衰减规律。研究表明：地应力瞬态卸荷诱发振动的峰值与被开挖岩体应变能密度的二次方根成正比，且开挖卸荷体积越大，诱发振动越强烈；与Lu-Hustrulid衰减公式相比，新衰减公式应用范围更广，使用精度更高。

在地下工程结构可靠性分析中，岩土体参数离散性大，功能函数非线性程度高，常为隐式函数，因此，对可靠度计算方法提出了很高的要求。针对传统蒙特卡罗抽样方法计算量非常大，难以满足工程要求的问题，基于拉丁超立方抽样技术，结合了Matlab和有限元软件Abaqus各自的优点，编制了Matlab-Abaqus联合计算的有限元可靠度程序，该程序具有节省样本空间、提高抽样效率的显著特点。通过对某圆形隧道的结构可靠性分析，表明该程序能很快达到收敛，能够满足地下工程结构可靠性计算分析的要求。

以非连续变形分析方法（DDA）为基础并采用稳态流体计算方法将二者结合进行裂隙岩体流-固耦合分析。利用DDA方法生成裂隙岩体模型，在此基础上采用矩阵搜索等方法形成新的裂隙水通网络模型。采用稳态迭代算法和立方定律求得裂隙水压力，并把裂隙水压力作为线载荷施加到块体边界，在DDA算法中每个迭代步完成后更新裂隙开度和水压值，与DDA算法结合研究裂隙水与块体之间相互作用关系。利用以上裂隙岩体流-固耦合计算方法研究了某水封油库开挖和运行过程洞室围岩流量和密封性，为该工程预测水封效果提供了有益的主要依据，也是国内首次采用DDA方法做大型工程的流-固耦合模型分析。

选取某煤矿近距离煤层为工程背景，采用FLAC3D模拟了8#煤层残余煤柱底板偏应力场分布特征。结果表明：（1）底板的偏应力呈扩散状向底板传递，距离煤柱越远扩散范围越广，煤柱边缘偏应力呈45°向底板传播；（2）煤柱较窄时，中线和边缘处偏应力影响深度浅，随煤柱宽度增加，底板偏应力变化和影响深度较大，当煤柱宽度足够大时，影响深度又变浅，中部趋于原岩应力；（3）同一水平面上，偏应力呈马鞍状分布，随煤柱宽度增加，煤柱中线处和边缘处偏应力经历了先增大后减小的过程，煤柱边缘处偏应力峰值位置变化不大；（4）同一煤柱宽度，煤柱边缘偏应力峰值向深部递减且趋势减慢，同时，峰值远离煤柱且趋势加快。在自由边界受均布载荷、底板垂直应力、水平应力、切应力解析解的基础上，推导了底板偏应力解析公式，解析与模拟结果基本吻合。具体到该工程的地质条件，9205轨道巷距离煤柱边缘20 m、9205回风巷在煤柱边缘、9205运输巷在煤柱中线处，9205轨道巷维护效果最好，证明了内错式巷道且距离煤柱足够远时，偏应力较小，宏观应力环境更适合巷道围岩自稳。

为了解决深部沿空留巷围岩控制难题，选取邢东矿（埋深850 m）1126大采高工作面沿空留巷为研究对象。采用UDEC模拟分析关键块B不同下沉量围岩的响应特征。结果表明：①实体煤帮偏应力峰值和位置与关键块B下沉量呈线性关系增大且向深部转移；②实体煤帮深部变形对关键块B下沉量的响应较弱，愈靠近煤帮表面其敏感性越强，深浅部围岩位移有明显拐点；③顶板下沉量、帮变形量与关键块B下沉量呈正指数关系；④随关键块B下沉，实体煤帮的破坏形式经历了从不稳定三角块滑落→X共轭破坏→双X共轭破坏过程。认为：①巷旁采空区充填可有效限制关键块C下沉对块体B的带动作用；②钢管混凝土支架可适应关键块B的下沉特征，具有较强的抗压缩和弯曲特性；③高性能、高预紧力锚杆可更好地提高锚固体承载和抵御变形能力；④顶桁架锚索可以锚固在关键块B上，锚固基础稳固可靠；帮锚索可以穿越帮潜在滑移面，锚固在位移拐点内的锚固区内，限制帮结构性滑移。基于此提出了巷旁采空区充填+钢管混凝土支架+顶桁架、帮锚索+高强高预紧力锚杆联合控制方案；沿空留巷完成30 d后围岩趋于稳定，顶底板和两帮最大相对移近量分别为613 mm和374 mm，实现了深部大采高沿空留巷围岩的有效控制。

基于极限分析上限法理论，运用体积力增量法，考虑单层滑动面极限分析模型的缺陷，建立考虑含结构面的多岩层错动的任意块体模型，利用岩块体在外荷载作用下达到极限破坏时，外荷载做的功与岩体消耗的功相等为基础建立等式方程，由此推导得到此类边坡稳定系数的计算公式。在分析典型边坡算例的基础上，对比离散元数值模拟结果，验证了该方法的可行性和适用性。对云南省普宣高速公路某顺层岩质边坡进行计算，其稳定系数接近离散元数值模拟结果，数值稍有偏大，边坡稳定。其研究结果为此类边坡稳定性评价提供了一种新的计算方法。

为有效应用基于分布式光纤测温的渗流热监测技术，需研究待监测区的背景温度场特征。为此，建立了土石坝饱和-非饱和瞬态渗流场与温度场耦合模型（流-热耦合），模型考虑了热对流、热传导和热扩散效应，温度边界按周期性气温考虑，且相关参数按非线性考虑，如流体黏度的热效应、导热系数受含水率影响等，其仿真结果更接近土石坝温度场的真实状态。基于典型算例，讨论了与大气温度相关的周期性波动温度场特征。计算结果表明：温度场受坝体渗流和气温的影响，库水及气温是两个重要热源，饱和带的温度受库水渗流控制，非饱和带主要受气温控制，具有季节波动特征；在土石坝心墙部位若发生集中渗漏，渗漏通道附近岩土体的温度受库水影响；若在心墙上敷设分布式光纤传感器，很容易捕捉到渗漏点位置及渗漏发生的时刻。渗流热监测技术在理论上可以反映渗流场的时空分布特征，在资料分析中还应关注由气温波动引起的温度异常。

通过室内三轴固结排水剪切试验等获得典型剪胀性砂土的力学参数，在此基础上利用有限元软件ABAQUS，开展了近海大直径单桩基础在水平荷载作用下的三维有限元数值分析，揭示了加载过程中桩周土的应力路径，探讨了桩周土内摩擦角、剪胀角及桩土接触面特性等对三维数值分析结果的影响，得到了离心模型试验的验证，进而提出了砂土海床中大直径单桩基础的合理数值分析模型及参数取值方法，并建议风机大直径单桩基础水平承载力确定以变形作为控制标准。在此基础上，利用该数值分析模型分析了现有桩基承载力和变形分析方法对超大直径单桩的有效性，并提出了采用数值分析来确定基础的临界埋深的确定方法。

在地震作用下岩质边坡内部裂隙可能开裂扩展，对边坡稳定造成不利影响。利用扩展有限元法模拟岩质边坡内部裂隙在地震作用下的开裂扩展，根据扩展后的裂隙分析边坡潜在滑面，采用矢量和法计算边坡在震前、地震过程及震后的安全系数。结果表明：在汶川地震波作用下LLT1与LLT2裂隙均开裂扩展，开裂方向与水平方向夹角近45°，其中LLT1裂隙顶部开裂至边坡面。震前安全系数为1.75，地震过程中最小安全系数为1.01，震后安全系数为1.05。说明了即便是边坡在震前稳定性较好，但由于地震作用使得裂隙扩展贯通至边坡表面，导致滑体抗滑力降低，边坡震后稳定性显著降低。虽然地震过程中边坡并未失稳破坏，若在震后受到其他外部作用则可能失稳破坏，引发次生灾害。