小样本容量岩土体参数最优联合概率分布模型的识别是一个富有挑战性的问题。基于Bootstrap提出了小样本容量岩土体参数最优边缘分布函数和最优Copula函数识别方法。简要介绍了岩土体参数联合概率分布函数构造的Copula方法，采用AIC准则识别最优的边缘分布函数和Copula函数。将识别结果表示为不同备选边缘分布函数和Copula函数为最优边缘分布和最优Copula的权重系数集合，以基桩荷载-位移双曲线参数试验数据为例证明了所提方法的有效性。结果表明：基于小样本容量岩土体参数试验数据估计的样本均值、标准差和相关系数具有较大的离散性，这种离散性进一步导致了统计量AIC值存在较大变异性。提出的基于Bootstrap的最优边缘分布函数和最优Copula函数识别方法不仅可以有效地考虑统计量AIC值的变异性，而且能够综合地反映不同备选边缘分布函数和Copula函数为最优边缘分布和最优Copula函数的概率，为小样本容量岩土体参数最优边缘分布函数和最优Copula函数的识别提供了一条有效的途径。

由长期工程实践和试验研究可知，尾矿的工程性质除与尾矿的矿石成分、筑坝方式以及矿浆的沉积特性有关外，重要的是与尾矿的颗粒粒度组成有关。为了分析上游式尾矿库尾矿经排放、沉积、分选等作用下颗粒组成的变化特征及其对尾矿工程性质的影响规律，通过对上游式尾矿库沉积滩面不同距离处尾矿进行颗粒级配分析、力学性质和渗透性质试验，重点分析了细颗粒含量（颗粒直径小于0.075 mm）对尾矿工程性质的影响规律。研究表明，随着距离上游式尾矿库滩顶长度的增大，尾矿颗粒组成中的细粒含量逐渐增多，颗粒级配情况由一般到良好再到一般，孔隙比也呈现出随之先减小后增大的变化趋势。受原尾矿颗粒组成的影响，尾矿黏聚力随细粒含量的增加呈逐渐增大，而内摩擦角相对变化较小，其渗透系数受细颗粒含量影响较大，随含量增大迅速减小。

胶结砂土中水泥含量、能源土中水合物的含量会导致其宏观力学特性的差异，从微观层面可以解释为颗粒之间胶结物含量的不同所导致的粒间力学性质的差异所致。为研究不同胶结物含量的胶结颗粒的力学特性，进行了不同胶结宽度的粒间胶结试验，试验结果表明：（1）峰值压缩荷载随胶结宽度的减小呈非线性变化，宽高比对峰值荷载有明显影响；（2）峰值拉伸荷载随胶结宽度减小而线性减小，宽高比对其影响不大；（3）峰值剪切荷载和峰值扭矩由两部分组成，即胶结部分和摩擦部分。且其变化趋势相似，随着法向荷载的增大，峰值荷载先随之增大，在达到临界应力比后，峰值荷载开始减小，当应力比达到1，即胶结破坏时，胶结部分不再发挥作用，此时粒间荷载由摩擦部分提供；（4）在压-剪-扭试验中，不同初始偏心距情况下得到的峰值荷载在剪力-扭矩平面内呈椭圆状。

合理选择注浆压力是确保盾构隧道壁后注浆效果良好的前提。假定在黏土地层中，壁后注浆先对周围土体产生压密效应，当注浆压力超过一定值以后，浆液开始劈裂土体。为得到最优注浆压力，基于弹塑性理论，推导了考虑浆体无限扩张时的注浆压力上临界值计算式；将接头螺栓的抗剪效应与注浆对管片产生的压力结合起来，推导了考虑螺栓剪切破坏的注浆压力上临界值计算式；基于主、被动土压力公式，提出了保持地层稳定的注浆压力上、下临界值计算式。在此基础上，提出了最优注浆压力计算方法。通过工程实例，分析了土体的弹性模量、黏聚力、内摩擦角、初始地下水压，及隧道埋深对临界注浆压力的影响。结果表明：临界注浆压力与土体弹性模量、黏聚力、内摩擦角、初始地下水压，管片结构性能以及隧道埋深等因素有关；上临界值随着土体弹性模量、黏聚力、内摩擦角、初始地下水压及隧道埋深的增大而增大；下临界值亦随隧道埋深的增大而增大。

纵向变形曲线是隧道开挖面空间约束效应的直观反映，多数纵向变形曲线的研究并未考虑围岩质量和应力水平的影响。基于广义Hoek-Brown准则，采用有限差分法，提出了能够量化不同围岩质量及应力水平下开挖面空间效应差异的纵向变形曲线函数表达式，可以简便地得到不同地质条件下的隧道纵向变形曲线，通过误差分析及与已有研究成果对比，验证了该方法的合理性与普适性。研究结果表明：围岩基本质量指标值相同时，围岩纵向变形曲线随着埋深增加变得更加平缓，即围岩应力及位移的释放过程越缓慢，埋深相同时，随着围岩基本质量指标值的降低，围岩纵向变形曲线显示出同样的趋势，相对于开挖面前方，开挖面后方纵向变形曲线的这种特点更加明显；开挖面处纵向变形也是围岩质量与应力水平的函数，最大值不超过隧道径向变形最终值的30%。

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取样与施工过程会对天然沉积结构性软黏土产生扰动，使土体的工程性质发生演化，一些学者分别以扰动度和损伤变量两个特征参数对该问题进行了较为深入的研究，但扰动度与描述土体应力状态的损伤变量之间的相关性目前仍未明晰。为此，以连云港天然沉积结构性软黏土进行不同应力路径下快速加载试验模拟土体应力损伤，对损伤后土体进行固结试验和无侧限抗压强度试验，结合张孟喜提出的损伤变量以及两种常用的扰动度（变形和强度）的定义，评价了损伤后土体的损伤变量和扰动度，探讨二者间关系。结果表明，损伤后土体压缩曲线屈服前的斜率并未产生明显改变，即损伤变量与按变形定义的扰动度间关系不明显；而损伤变量与以强度定义的扰动度之间存在线性递增关系，说明了当土体沿着某一路径加载时，越接近破坏线，其损伤程度越高，土体的强度也随之降低。

以自行研制的可调速落锤冲击试验机进行加载，通过高速相机搭建数据采集系统，采用数字散斑相关方法作为试验的观测方法，开展5组不同预制裂纹长度的花岗岩试件在冲击载荷作用下的动态断裂试验。并对岩石I型裂纹在冲击载荷作用下的位移场演化、裂纹动态断裂的裂尖张开位移、裂纹尖端的扩展历史、动态断裂的应力强度因子进行了定量研究。试验结果表明：对于单一试件而言，在落锤开始与岩石试件的边界接触到试件的预制裂纹开始扩展整个过程中，裂纹尖端的应力强度因子KI呈递增趋势，KII与KI相比，相差1～2个数量级。对于不同预制裂纹试件，在落锤冲击加载作用下，总体表现为一定的预制裂纹长度范围内，随着预制裂纹的长度增加，裂纹尖端应力强度因子呈增加的趋势。

地应力大小是地下工程设计的基本参数，直接影响工程岩体的力学行为。与高地应力相关的工程问题自20世纪80年代开始受到关注，但迄今未见高地应力的明确定义。国内曾先后提出多种地应力分级方案，但分级结果与工程岩体的实际行为存在一定差距，部分预测为高地应力的工程未出现高地应力现象（如官地地下厂房），而预测为低地应力的工程（如二滩地下厂房）却出现严重的岩爆等高地应力现象。针对此问题，在国内常用地应力分级方案基础上，讨论了影响地应力分级的主要因素，将高地应力划分为初始高地应力与诱发高地应力两类。诱发高地应力是洞室群效应产生的高二次应力与爆破开挖动力扰动单独或联合作用的结果；给出了高地应力的明确定义，即量值足以导致结构体或岩块破坏的地应力，并在前人研究成果的基础上提出了定性判据；重新定义强度应力比为岩石干燥单轴抗压强度与实测最大主应力之比，建议了新的地应力分级方案（定量判据）。25个工程实例证明，建议方案的吻合率远高于国内常用地应力分级方案。建议方案的级差大致与CD Martin等1999年的建议方案相当。

剪胀角是描述岩石体积膨胀扩容的常用参数，在非关联流动法则中，连续介质理论通常假设剪胀角为0；在关联流动法则中，其值恒定且等于内摩擦角。岩石三轴压缩全过程体应变曲线表明，其体积剪胀性依赖于围压和塑性参量，破坏过程中不仅其特征强度随围压和塑性参量呈非线性变化，而且剪胀特性也表现出非线性特征。基于塑性力学理论，针对锦屏大理岩损伤控制的全过程三轴加、卸载试验，采用双参数非线性函数拟合方法建立了能同时考虑围压效应和塑性参量的非线性剪胀角模型。结果表明，对于大理岩、中硬岩，在破坏过程中扩容行为强烈依赖围压和岩石塑性参量，均表现出先快速增加至峰值后，随着塑性变形增加逐渐减小的非线性演化规律。提出的双参数非线性剪胀角模型很好地描述了岩石破坏过程中的体积扩容特性，其结果对于研究地下工程围岩应力变化诱发的围岩剪胀破坏机制、体积扩容膨胀区范围预测和围岩支护的合理设计均具有一定的理论和工程应用价值。

不论挡土墙填料采用砂性土，还是黏性土，其墙背主动土压力与墙体倾角和位移关系存在较大的联系，因而研究黏性土填料下的非极限主动土压力计算理论具有重要意义。通过应力状态分析给出了非极限状态下考虑土拱效应的侧向主动土压力系数，然后采用水平微分层析法给出了倾斜墙下非极限主动土压力解析解。通过与室内模拟试验及已有理论进行对比，验证了该方法的合理性。最后研究了相关参数包括位移比?，墙土摩擦角与内摩擦角之比? /?，墙体倾角?，黏聚力c等对主动土压力分布及其作用点高度的影响。结果表明：土体由静止状态向极限主动土压力状态发展时，土拱效应的影响会越来越大。随着? /?的不断增大，土压力分布曲线非线性强度会不断增强，土压力合力作用点高度呈上升趋势，并且? /?对土压力的影响会随着位移比? 的增大而增大。随着挡土墙墙背倾斜角度? 的不断增大，土拱效应对非极限主动土压力的影响减小。随着土体填料黏聚力的不断增大，上部张拉裂缝高度也会随之增加，且土压力合力作用点越低。给出的考虑土拱效应的非极限主动土压力计算方法对于丰富挡土墙土压力计算理论具有重要意义。

降雨条件下浅层滑坡是一种常见、多发的地质灾害现象，为了解边坡稳定性随降雨入渗过程的变化情况，以Green-Ampt入渗模型为基础，并考虑了动水压力的作用，建立了降雨入渗条件下浅层滑坡的概念模型，分别推导了降雨前有、无地下水位条件下的边坡安全系数与降雨时间的关系表达式。从分析结果中可以看出，对于这两种情况下边坡稳定性发生突变的主要原因归结于：前者为在湿润锋与地下水位面接触的短时间内，滑带处的孔隙水压力迅速增高；后者为滑带在浸水饱和情况下，岩土体的强度迅速降低。在此基础上，根据降雨过程中边坡是否达到饱和，提出边坡饱和临界时间的概念，考虑了初始降雨强度小于土壤入渗能力的情况。这个时间可以作为一个参数指标用于浅层滑坡的预警。

目前以压缩试验得到的e-p曲线为基础的分层总和法仍然是地基沉降分析中最常用的方法。割线模量法是近年来为人们所熟知的计算地基沉降的新方法，具有不受初始孔隙比影响、便于电算等优点。传统的割线模量法将土体的压缩应力-应变关系视为双曲线形式。通过对压实黄土压缩应力-应变关系曲线的研究和对传统割线模量法计算的割线模量与压缩模量的比较表明，导致割线模量法和e-p曲线法计算结果差异的主要原因是土体压缩应力-应变关系符合双曲线的假定，将压实黄土的应力-应变关系用更符合实际情况的幂函数进行拟合，得到了基于幂函数形式的压缩应力-应变关系曲线的沉降量计算公式，并结合具体工程进行了沉降计算对比分析，将割线模量法进行了推广应用。

分形计算方法能较准确地计算膨润土的膨胀变形，但系数K没有确切的计算方法，限制了该方法的广泛应用。基于双电层（DDL）理论和分形方法在双电层膨胀下都适用的理论事实，提出在双电层膨胀条件下采用DDL理论推导出分形方法中系数K的方法，并计算出商用膨润土的K值为9.15。对商用膨润土进行了N2吸附试验，利用等温吸附数据计算出该膨润土的表面分维为2.65，然后根据得出的系数K和表面分维采用分形方法计算了膨润土的最大膨胀率并与膨胀试验结果作对比。结果表明，分形方法的理论计算和试验结果基本一致，尤其是在施加压力较大而膨胀变形较小的情况下，分形计算方法计算结果比起双电层理论更符合试验数据。

复合筒型基础是一种新型的宽浅式海上风电基础，相对于桩基础等深基础，复合筒型基础周围地基的冲刷破坏对风机结构体系安全性的影响更加明显，因此，研究海流作用下复合筒型基础的冲刷特性很有必要。针对某工程实例，建设了冲刷试验场地，布置了典型测点，为复合筒型基础冲刷试验奠定了基础；采用系列比尺模型的方法，分别选取1:20、1:40、1:70三种比尺的模型，对海上风电复合筒型基础样机周围粉砂质海床的冲刷情况进行了试验研究；分析了各组试验冲刷平衡时间、模型周围冲刷坑的范围、最大冲刷深度，并且依据系列比尺模型试验原理计算出了实际工程中的冲刷深度。通过试验研究给出了实际工程复合筒型基础的最大冲刷深度，明确了单向流作用下复合筒型基础周围地基局部冲刷特性，填补了复合筒型基础冲刷试验研究的空白，为复合筒型基础的工程应用提供了指导。

通过室内冻融试验，研究双向冻结-单向融化作用下不同冻前含水率和干密度对青藏粉黏土压缩特性的影响及水分迁移的变化规律。试验结果表明：（1）大梯度冻融作用使低密度土压缩性减小，使高密度土压缩性增大；而小梯度冻融作用使低、高密度土的压缩性均减小；（2）随着冻前含水率的增加，大梯度冻融作用使土体压缩性增大，但变化幅度逐渐减小，小梯度冻融作用的土体压缩性变化并不明显；（3）随着冻结梯度的增加，不同干密度融土相对压缩系数均呈现先减小后增加的变化趋势，不同冻前含水率融土相对压缩系数总体呈增大趋势；（4）温度梯度冻结后，试样含水率分布从上冷端到下冷端呈增大-减小-增大的变化规律，随着冻结温度梯度的减小，试样中部含水率先增大后减小。

为了充分发挥有限元与颗粒离散元各自的优势，提出了一种由有限元转化为颗粒流的方法。数值模型首先用较粗的有限元网格进行离散，并在单元上引入连续介质本构模型。力学计算开始后，实时跟踪各单元的应力状态。一旦某单元的应力满足Mohr-Coulomb准则或最大拉应力准则，删除该单元，同时创建具有一定数目、随机分布且微嵌入的颗粒簇。其后，该单元所在区域的非连续变形及失稳断裂由颗粒簇演化获得。各颗粒的质量、材料参数、速度、位移、接触力等信息根据插值从有限元单元中继承。为了实现有限元与颗粒流接触面的耦合计算，引入了点-棱（二维）及点-面（三维）接触模型，通过法向及切向弹簧实现接触力的计算。颗粒球与有限元板的碰撞分析、单轴压缩、岩石切割等案例展示了上述方法的精确性及合理性。

岩土体中的软弱夹层是一种广泛存在的地质体，由于其力学性质较差，容易给工程建设带来安全隐患，对其稳定性的研究逐步引起重视。根据塑性极限平衡分析方法，针对软弱夹层的承载稳定问题，将软弱夹层上下土层当作准刚性层，基于修正Prandtl挤压理论解答对软弱夹层的极限荷载进行了计算。分析过程中认为，准刚性层间的软弱夹层在极限状态下发生塑性挤出破坏，考虑到Prandtl挤压理论的剪应力解答在x方向上的不足，结合不同的边界应力条件，对软弱夹层中的应力分量和夹层表面的极限荷载进行了重新求解。推导的极限荷载实用计算式能综合考虑软弱夹层面的摩擦条件、土层自重及夹层周围的受力状态等因素，并与其他理论计算式的结果进行了对比分析。计算结果分析表明，不考虑土重时，该方法计算的夹层极限荷载随厚度变化规律与Prandtl方法基本一致；考虑土重影响时，该方法计算结果与规范法相似，但在夹层较厚时能更明确地反映宽度对极限荷载的影响。此外，夹层上下边界的摩擦条件对极限荷载的影响程度随夹层宽厚比的不同而变化，对于一定厚度的夹层存在几乎不受摩擦条件影响的临界宽度。其研究结果可为软弱夹层的承载稳定分析提供参考。

跨断层的隧道结构在汶川地震中破坏严重，这说明传统的抗减震技术已不能保证高烈度地震区隧道结构的安全。为此，研发了可变形抗减震措施。通过振动台模型试验，考察了采用该类型措施的隧道结构地震响应特征与震后破坏形态。结果表明：跨断层隧道结构设置减震缝，可以有效减小结构的内力值和应变值；套管式可变形结构可以有效保护主套管上部结构和被套管，但主套管下部结构破坏严重；套管式可变结构提高了隧道的防水性且震后易于修复，整体性能优于减震缝；采用可变形抗减震结构的同时，必须提高衬砌混凝土的强度；不论采用何种抗减震措施，隧道结构的拱脚和仰拱是抗震加固的重点部位。研究成果可以为高烈度地震区隧道结构的抗震设防提供参考。

为了得到土质边坡中微型抗滑桩的破坏机制及边坡的破坏模式，通过3组大型物理模型试验对单排与三排微型抗滑桩加固黏性土边坡进行了研究。在加载过程中进行了位移和桩体应变的测量，最后进行开挖观察桩体破坏形态。试验结果表明，三排微型桩具有良好的抗滑效果，其承载力较单排桩提高了51.5%，且允许滑体产生较大位移，有效延缓坡体垮塌，适用于应急抢修工程。边坡会在加桩位置向前产生弧形次生滑面，并与预设滑面贯通；对于三排桩，第3排桩前出现桩土脱空区，坡面产生纵向劈裂缝。桩体变形呈S形，发生弯曲变形引起张拉与压剪破坏，而不是岩质边坡中滑面处的受剪断裂破坏。桩身所受最大弯矩分布于滑面以上，对于三排桩，第1排所受弯矩最大，第3排其次，第2排最小。其研究结果对了解微型桩的抗滑和破坏机制具有参考意义。

温度场对垃圾填埋场的衬垫系统、气体运移和垃圾土工程特性等存在显著影响，导热系数是研究填埋场内温度场的重要参数。以台州卢岙里垃圾填埋场为研究对象，采用DRCD-3030型智能化导热系数测定仪，测定了不同孔隙率和含水率条件下的垃圾导热系数。试验中，垃圾试样的含水率分别取0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%和50%；垃圾的孔隙率分别取77.8%、75.0%、71.4%和66.7%。试验结果表明：干垃圾导热系数较小，仅为标准状态空气导热系数的2.5～3.5倍，并随孔隙率的增大而减小；非饱和垃圾的导热系数随含水率的增加而增大，当含水率相等时，孔隙率越小，垃圾的导热系数越大。根据垃圾导热系数的实测数据，利用修正几何加权平均模型和线性拟合技术，建立了垃圾导热系数的计算公式，可以为垃圾填埋场温度场的研究提供重要参考。

“5.12”汶川大地震和“4.20”芦山地震均触发了大量的崩塌、滑坡。实震资料显示，不同地震烈度区地震触发崩塌滑坡规模的整体分布规律会发生变化。这一统计层面的认知亟待得到物理试验的验证。在自组织临界状态理论的概念框架下，开展了振动台砂堆模型试验。试验表明：输入地震波峰值加速度（PGA）为0.075g～0.125g时，落砂量与发生频率的关系可用幂律描述；PGA增加到0.15g～0.25g时，该关系服从对数正态分布；PGA增加到0.35g～0.45g时，该关系具有正态分布特征。元胞自动机模拟试验结果表明，随扰动强度增加，砂堆模型的动力学特性也经历了幂律—幂律弱化—正态分布的演变过程。按照物理学中的普适性原理，汶川、芦山地震Ⅸ度区崩塌滑坡规模与出现频率之间所呈现负幂律分布的现象，以及汶川地震Ⅺ度区所呈现的对数正态分布，可能是具有普适性意义的规律。这些认识可望为不同烈度区地震触发崩塌滑坡灾势预测提供科学依据。

针对地下工程中锚杆防腐性能存在的不足，介绍了多重防腐锚杆的构造和防腐机制。通过模拟不同的腐蚀环境，进行双重和多重防腐锚杆的抗腐蚀性试验研究，观察腐蚀后锚杆的表观变化并测试其抗拔力，分析比较两者锚筋与水泥砂浆之间的粘结强度与滑移位移的关系。分析结果表明：多重防腐锚杆由于在水泥浆中设置了套管，在不同腐蚀环境中其拉拔力始终高于双重防腐锚杆，且随时间更加明显；硫酸盐的结晶作用和腐蚀因子间的牵制效应会使防腐锚杆拉拔力有短暂的提高；多重防腐锚杆产生相同滑移位移对应的粘结强度更大，粘结强度超过极值后的残余强度高于双重防腐锚杆。以上成果能够用于地下结构中防腐锚杆的设计和后期服役期间的耐久性分析，为实际工程中防腐锚杆的抗腐蚀性能研究提供了宝贵的基础资料。

有孔管桩能够有效减轻静压沉桩挤土效应，加速超孔隙水压力的消散并降低其最大值，随着超孔隙水压力的加速消散，能够有效避免桩体上浮和偏移等不利情况，并能有效提高整体桩基的承载力和开挖基坑的稳定性。但桩身开孔将会引起管桩应力集中现象，并降低管桩极限承载力。为此，开展了有孔管桩应力集中现象和极限承载力模型试验，分析了桩身开孔所引起的应力集中系数和开孔对桩极限承载力的折减情况。通过试验研究，得出对称开孔桩型的整体承载力性能优于不对称开孔桩型，其中星状有孔管桩桩型的承载能力最好。试验成果为有孔管桩的设计和布孔选型提供了试验基础，并对其优化设计提供依据，对有孔管桩的推广应用有着积极的指导作用。

正冻土在温度梯度大的情况下，冻结锋面快速移动，孔隙水变成冰，造成原位体积膨胀；而通常在天然条件下，温度梯度都不大，水从未冻区向冻结区迁移，在某一个位置引起冰的累积，形成分凝冰。由于此诱发的冻胀要比原位冻胀大很多，因此，建立一个能够模拟土体水分迁移及分凝冰形成过程的冻胀模型尤其重要。基于第2冻胀理论，建立了饱和土体冻胀模型。在模型中，假设冻结缘中单位时间内水分迁移速度为常数，以计算冻结缘内水压力，再根据克拉方程得到冰压力。根据冰压力的大小作为分凝冰形成判据，研究中假设新的分凝冰形成以后，上一层分凝冰停止生长。模型把水分迁移和冻胀速率当作基本的未知量，模拟了与可天然土体冻胀类似的底部无压补水和顶部加压的冻胀情况。通过数值模拟与试验结果进行对比，初步验证模型的可靠性，其研究结果为实际寒区工程的冻胀预测提供参考。

采用6种不同缩尺方法将同一条现场级配曲线缩制成不同的数值模拟级配曲线，建立以不同粒径范围内颗粒数为测量数的分形模型，研究了颗粒级配分布的分形特性；基于颗粒流方法，生成与级配曲线相对应的6组数值试样进行双轴压缩试验，研究了缩尺方法对数值试样宏观力学特性及细观力学响应的影响；并讨论了颗粒级配分布的分形特性与数值试样力学特性之间的关系。结果表明：采用不同方法缩尺后数值试样的颗粒级配分布具有分形特性，分维数D为1.463～1.783；随着缩尺方法相似比尺M的增大，数值试样中细颗粒数量增多，粗细颗粒的充填关系得到改善，力学特性逐步提高；颗粒级配分布分维数D与数值试样力学特性指标之间存在较好的线性关系。

回顾了1989年美国Mw6.9级Loma Prieta地震、1993年日本Ms7.8级Kushiro-Oki地震、1994年日本Mw8.2级Hokkaido Toho-Oki地震、1995年日本Ms7.2级阪神地震、1999年台湾集集地震、1999年土耳其Mw7.4级Kocaeli地震、2001年美国Mw6.8级Nisqually地震以及2011年Mw9.0级东日本地震中场地抗液化工程措施的成功案例，初步分析了各种抗液化工程措施的有效性与优劣性，可以给出如下工程场地抗液化处理的经验：（1）对于易液化的沿海及填海造陆场地，采用适宜的抗液化工程措施应成为地基处理不可缺少的环节；（2）应基于场地条件、经济条件及环境要求，综合考虑场地抗液化地基处理措施的选择；（3）挤密砂桩法和碎石桩法运用广泛、技术成熟且比较经济，宜优先选择作为抗震设防烈度Ⅷ度及以下地区的场地抗液化地基处理措施；（4）强夯法使用机具简单、费用低廉，适宜选择作为抗震设防烈度Ⅷ度及以下地区大面积场地的抗液化地基处理措施；（5）注浆法、深层搅拌法、旋喷法作为抗震设防烈度Ⅸ度及以下地区的场地抗液化地基处理措施是有效的；（6）多种抗液化地基处理措施联合使用的处理效果往往优于单一措施单独使用的处理效果，在条件许可的情况下，宜选择多种抗液化地基处理措施联合使用，以期达到更好的处理效果。

深部软岩巷道承受高地应力作用，导致围岩产生流变大变形是影响其安全稳定的重要因素。以阳煤一矿西大巷工程为例，分析软弱围岩变形破坏机制；建立能够反映工程地质状况及初始设计方案的有限元模型，以现场监测变形数据和钻孔窥视围岩变形破坏深度为基础，反演获取围岩力学参数和蠕变参数。提出适合软弱流变岩体的可缓冲渐变式双强壳体支护方法，即根据围岩破坏情况进行分层注浆加固，并在最外部架设可缩性U型钢支架，形成可变形缓冲层。建立新型支护方案的有限元模型，利用围岩反演参数预测围岩变形情况，并通过与现场监测数据对比分析，验证了所提支护方案的有效性。

岩爆孕育过程中所记录的微震事件波形本身就包含着丰富的前兆信息。基于深埋隧洞微震波的衰减特征，修正了最大有效振幅，将相对有效振幅和最大有效频率作为频谱分析参数。TBM和钻爆法不同开挖方式下诱发的即时型岩爆孕育过程的频谱演化特征基本一致，有如下特征：（1）无岩爆发生时，每日最大释放能量微震事件频谱对应的相对有效振幅的量级为10-6 m/s及以下，而最大有效频率则多大于300 Hz；（2）中等岩爆发生前，相对有效振幅的量级维持在10-5 m/s，最大有效频率则介于200～300 Hz；（3）强烈岩爆发生前，微震事件对应相对有效振幅的量级增长并保持在10-4 m/s，最大有效频率则基本在200 Hz以下；（4）对于一个完整的即时型岩爆孕育过程，当岩爆发生时，相对有效振幅增至最大，同时最大有效频率降至最低。微震信号的频谱演化特征可为即时型岩爆发生时间及等级的预警提供参考和依据。

以平煤八矿己15-22060工作面为背景，引入逾渗和分形理论，分析了煤岩体裂隙网络的演化特征，得到了逾渗概率和分形维数随工作面推进度的变化规律及二者的变化关系。结果表明：逾渗概率的大小受横向离层裂隙和竖向破断裂隙的发育、贯通等因素影响，随工作面推进分阶段线性增大，且增幅有增大的趋势；随工作面推进煤岩体的裂隙网络逐步向工作面前方煤体和上覆岩层扩展，分形维数大小受裂隙的长度、宽度、数量、分布等因素控制，升维过程大致可分为3个阶段；煤岩体裂隙网络的逾渗概率与分形维数的关系可分段拟合为1个幂函数和2个线性函数，且具有很好的相关性，数学模型的建立可为研究煤岩体裂隙网络的等效渗透率奠定一定的基础。

针对现行路基压实质量评价指标的不足，基于连续压实控制技术的基本原理，通过对压路机振动轮与路基结构相互作用的动力学分析，把拾振传感器采集到的振动轮加速度信号经过放大、滤波等处理，并经模数转换后将模拟信号变为数字信号，把这种经过处理后的振动轮加速度信号作为连续压实测试指标——振动压实值（VCV），提出将其作为路基连续压实质量的评价指标，实时判断路基压实质量。通过对两个试验路段的VCV和平板载荷类常规指标地基系数K30、动态变形模量Evd、变形模量EV1和EV2的对比分析，结果表明，振动压实值与平板载荷类常规指标间存在着线性相关关系，据此可以根据常规指标的压实标准确定连续压实测试指标的控制标准，为连续压实路基质量的检验和控制提供了依据。

在实际隧道施工过程中，隧道开挖引起地下岩体应力重分布使得围岩的微裂纹扩展损伤，并伴随有塑性流动变形。在地下水环境中对于孔隙和微裂隙围岩介质受到应力作用时，在内部将产生高孔隙水压力影响岩石的力学性质，也改变了围岩的破坏模式。为了研究损伤引起的刚度退化和塑性导致的流动两种破坏机制的耦合作用，从弹塑性力学和损伤理论的角度出发，同时引入修正有效应力原理来考虑孔隙水压力的作用，建立基于Drucker-Prager屈服准则的弹塑性损伤本构模型；针对该本构模型推导了孔隙水压力作用下弹塑性损伤本构模型的数值积分算法-隐式返回映射算法，分别对预测应力返回到屈服面的光滑圆锥面或尖点奇异处两种可能的情况给出了详细的描述，隐式返回映射算法具有稳定性和准确性的特点；大多数弹塑性损伤模型中涉及参数多且不易确定的问题，采用反分析方法获得损伤参数，解决了损伤参数不易确定的难题；采用面向对象的编程方法，使用C++语言编制了弹塑性损伤本构求解程序，并对所建立的弹塑性损伤模型和所编程序进行了试验和数值两个方面的验证；最后将其在吉林抚松隧道工程中进行应用，模拟了塑性区和损伤区的发展变化。研究结果表明：所建立的弹塑性损伤本构模型能够较好地描述岩石的力学性能、塑性和损伤变化趋势，所编程序能够进行实际工程问题的模拟，对现场施工给予一定的指导。

依托北京地铁4号线公益西桥站工程，建立结构-地层-管线三维弹塑性数值模型，基于管线周边地层沉降及地表沉降实测数据分析，研究西南出入口暗挖施工上方管线周边地层变形规律。通过现场实测数据、数值模拟及经验公式计算结果综合对比，分析了管线刚度对地层变形抵制作用的影响。研究表明：管土相对刚度小于0.18时，管线与土体沉降差小于5%，可用经验公式计算出的管线轴线处地层沉降代替管线沉降。随管线刚度的增大，管线对土体变形的抑制作用逐渐增强，沿深度方向地层沉降量增大速率减小，并会出现负增长，甚至出现地层沉降小于地表沉降的情况。通过对数值计算结果的拟合分析，提出了刚性接头管线与地表沉降比和管土相对刚度的经验公式。工程实例应用结果表明，计算值与实测值偏差小于4%，验证了该方法的适用性。

以青岛地区特有的土岩组合地质条件为背景，采用现场监测和Plaxis有限元模拟相结合的方法，研究了土岩基坑中吊脚桩在龙门吊移动荷载作用下的变形规律及动力响应。结果表明：桩身变形模拟结果与实测值吻合较好，基坑的变形主要发生在基坑上部软弱土层，吊脚桩嵌岩处产生应力集中；在龙门吊移动荷载作用下，桩顶水平位移较大，但其动力响应最小，而嵌岩处水平位移较小，但其动力响应最大；嵌岩处、桩身最大正弯矩处及最大负弯矩处的土压力动力响应较大，且移动荷载刚经过时刻影响最大。研究成果可为类似土岩结合地区深基坑支护设计提供参考。

为实现在掘进或回采前对冲击危险煤层的一次性卸压，达到区域防冲的目的，提出了煤层定点水力压裂技术。为了从理论上说明煤层定点水力压裂技术防治冲击地压的可行性和有效性，首先，通过建立煤层压裂力学模型，从定性和定量两方面分析煤层定点水力压裂防冲的机制，认为煤层压裂通过增阻和降能2方面实现冲击地压的防治；提出了基于压裂效能指数In的压裂防冲效果评价方法以及关键冲击块临界体积的估算公式，为煤层压裂施工参数的选择提供参考；最后，在华丰煤矿1412工作面成功应用该项技术，从现场观测、管路压力、微震事件和应力变化4方面验证了煤层定点水力压裂技术防治冲击地压的效果。

美国在2004年通过NCHRP 1-37A项目提出了用于路基土评估的新的动态回弹模量模型。该模型由于考虑了体应力和偏应力的影响，已得到广泛应用。然而，目前对于该模型的有限元实现均采用基于等效动三轴试验的等效切线模量进行材料点的局部迭代。为克服该实现方法在复杂应力状态下因模型简化带来的偏差，基于广义虎克定律推导了该回弹模量模型的精确一致切线刚度矩阵。通过编写的ABAQUS用户自定义材料子程序（UMAT）对轴压和围压加载情形进行有限元模拟，发现新推导的有限元实现方法较现有基于等效三轴试验的简化方法具有更高的计算效率和精度。最后对典型沥青路面结构的分析表明，为提高复杂应力状态下路基响应计算精度，在路面结构分析中采用基于当前应力状态的一致切线刚度矩阵代替等效切线刚度矩阵是十分必要的。

岩爆是深埋地下工程开挖建设过程中常见的工程地质灾害，对其发生的可能性及其烈度分级预测一直是岩石地下工程的世界性难题。针对岩爆烈度评估过程中存在的模糊性和随机性问题，建立了基于德尔菲法和正态云的综合评判模型。在系统分析影响岩爆发生的相关因素的基础上，选取岩石单轴抗压强度与抗拉强度比?c /?t、切向应力与岩石单轴抗压强度比 ?? /?c、岩石脆性指数Is和弹性变形能指数Wet构建评价指标体系，通过德尔菲科学方法确定其权重系数。基于云模型理论计算各评价因子隶属于岩爆级别的云数字特征，生成正态云滴，实现了岩爆烈度与评价指标值之间的不确定映射，保留了评估过程中的随机性。最后，利用国内外典型岩爆工程实例对所建模型进行检验，其判别结果与实际岩爆等级相符，且准确率高于功效系数法和集对分析理论，表明采用云模型对岩爆烈度进行预测是可行的、有效的。该模型具有较高的准确性和可靠性，能满足工程应用需要，在深埋地下工程岩爆预测中具有良好的工程应用前景。

针对常规数值模拟计算无法有效地反映锚杆对围岩的加固效果的缺陷，结合岩体变形在锚杆中产生的支护压力计算公式，提出了一种简单、有效的砂浆锚杆加固等效数值模拟方法。该方法首先在有锚杆支护隧道开挖的计算结果中提取每根锚杆的最大轴力；然后根据该轴力值按锚杆支护压力公式计算其所产生的等效均布力；最后将该均布力施加到相同计算工况下无锚杆支护的围岩表面进行模拟计算。将该方法应用于锦屏二级水电站地下厂房枢纽洞室及乌东德水电站4#导流洞0+ 550 m断面的开挖与支护计算，通过与现场实测数据对比，结果表明，该方法能较好地模拟锚杆支护对围岩的加固效果，其模拟结果可为隧洞的施工与支护设计提供可靠的参考依据。

岩土参数的随机性会直接影响边坡稳定性评价结果的精度。首先，依据边坡参数的常用分布特征，利用拉丁超立方抽样法生成若干组边坡土性参数和几何参数的随机样本，用有限元强度折减法求解各组样本对应的边坡安全系数。再考虑土性参数的空间变异性，在二维随机场模型下将蒙特卡罗模拟和有限元强度折减法相结合求解各组样本对应的边坡失效概率。然后，利用样本数据及其安全系数和失效概率对径向基函数（RBF）神经网络进行训练和测试，从而建立边坡安全系数和失效概率的预测模型。算例表明，二维随机场模型能相对精确地考虑参数的空间变异性；在此基础上建立的神经网络模型对边坡的安全系数和失效概率具有较高的预测精度，且能极大地节省边坡稳定性分析的时间。

由于Surpac软件本身功能的限制，基于Surpac块体模型的三维数值建模技术在处理复杂矿山地质形体时存在费时、繁琐等缺陷。通过沿用八叉树层层细分的基本思路，研究了多个地质形体的网格批量自动划分技术，针对现有计算机处理能力在解析精度与模型尺度方面存在的矛盾，借用多重网格法概念探讨了网格局部加密和多尺度划分问题。并应用VC++开发了三维数值网格划分自动化软件平台，使复杂矿山地质形体的计算网格划分更加便捷高效，为开挖力学状态数值分析的自动化提供有力支持。该系统在玲珑金矿原始地应力反演数值建模中得到了实际应用，结果表明，该方法是实际可行和有效的。