经典断裂判据在分析岩石起裂角度及强度时，往往只选择裂尖应力场展开式中的r1/2奇异应力项，而将高阶的O(r1/2)项以及非奇异应力项（T应力）忽略，造成理论预测并不能完全吻合实际的试验结果。在充分考虑非奇异应力项对裂纹扩展影响作用的基础上，利用最大周向应力判据重新研究了岩石类材料脆性破坏的I、II及I-II复合型裂纹扩展。研究结果表明：（1）纯I型裂纹状态下，T应力为负时（压缩），裂纹的扩展是稳定的；而当T 应力为正时（拉伸），只有当 ，裂纹才沿着裂纹方向扩展（经典断裂判据所预测的方向），而其他情况下裂纹的扩展将发生偏转；（2）纯II型裂纹时，不仅沿着裂纹方向的T应力影响起裂角度及强度，垂直裂纹面上的N应力也同样具有重要的影响作用；（3）对I-II型裂纹而言，修正后的最大周向应力准则与试验结果吻合良好，且正的T应力增大开裂角，而负的T应力降低开裂角。通过控制T应力的大小，可以对裂纹扩展方向加以控制，从而使得裂纹扩展偏离最危险的方向，最大地限度阻止或延缓结构整体断裂的发生。

岩体在冻融循环下裂隙中会经历冻胀力的萌生、发展与消散，裂隙冻胀扩展和岩体冻胀损伤程度受冻胀力控制，基于热力学、渗流理论、界面力学和弹性理论建立了柱形封闭裂隙中冻胀力演化模型，对考虑水分迁移和不迁移两种情况下的冻胀力量值进行了研究。结果表明：不考虑水分迁移作用下冻胀力随裂隙饱和度 和岩石弹性模量 增加而迅速增大， 当 且 94%时产生的冻胀力超过15 MPa，足以驱动任何岩体冻胀开裂，不同岩石裂隙冻胀开裂存在一个对应的临界饱和度 ；考虑岩石的透水性，渗透率低于5×10?14 cm2的低渗透性岩石中裂隙水冻结会产生较大的冻胀水压力，容易引起裂隙冻胀扩展；而在渗透率大于10?12 cm2的高渗透性岩石中，饱和裂隙水冻结难以形成有害的冻胀水压，裂隙冻胀开裂主要是冻结后期在冰-岩界面间的微观未冻水膜中产生的分离压力引起。

可液化场地微型桩的地震响应分析是确保工程安全和优化抗震设计的前提。应用动态离心机试验和三维有效应力数值分析方法，研究了微型单桩桩台的侧向变形和加速度、不同埋深桩身弯矩、可液化场地的加速度及超孔隙水压力等响应特征。首先开展了相对密实度为57%饱和土层、输入波是频率为1 Hz和峰值加速度为1.516 m/s2正弦波的微型桩40 g动态地震响应离心机试验，进而应用基于多重剪切机构塑性模型和液化前缘状态面概念的三维有效应力分析方法，反演了试验结果，并进行了对比分析，结果表明，数值模拟与离心机试验结果吻合，液化场地特性控制着建于其中微型桩的地震响应特征，微型桩桩台的水平变形和残余变形可达78、30 mm，桩身最大弯矩和最大残余弯矩呈现向桩身底部迁移特点，同时表明，基于动态土工离心机试验和数值分析相结合的研究方法，分析可液化场地微型桩地震响应特性是有效可行的，研究结论为可液化场地微型桩的抗震设计提供了可靠的依据和参考。

近年来，随着全球能源消耗的增加，对新能源的开发和利用日益重要。地热资源作为一种清洁环保的新能源已经开始引起广泛的关注，对岩土材料的热性质研究也逐渐受到国内外学者的重视。土的热性质包括热传导系数、热扩散系数和比热容。其中，热传导系数作为其中最重要的性质，它不仅决定了热量在土体中的传播速度和土体温度场的分布，同时也是各种地热泵、能量桩等建筑热工结构设计中需要考虑的主要参数之一。首先介绍了土热传导系数的工程背景和研究意义，描述了土中的热量传播方式和类型，阐述了热传导系数的概念，并分析了土热传导系数的各种影响因素（含水率、密度、矿物成分、温度等）。在此基础上，总结了目前国内外土热传导系数模型的研究现状，并对各个模型的优缺点进行了简要的分析和评价。最后，提出了对土传导系数及模型研究的建议和展望。

为解决地下水位随季节升降变化时隧道开挖对邻近桩基的长期影响难题，通过三维离心模型试验，研究了地下水位循环变化时隧道对群桩的长期影响。主要分析水位循环变化时地表长期沉降、桩顶长期附加沉降、桩身长期附加弯矩和附加轴力的变化规律。试验结果表明：在隧道附近，地下水位循环变化尤其是降水对地表长期沉降影响更为明显。地表长期附加沉降随着地下水位循环次数增加而增大，且呈衰减式变形，即使经过3次水位升降循环也不能稳定；桩基长期附加沉降显著，其附加沉降量占总沉降量的50%以上；前、后桩的长期附加轴力基本为正值，桩总轴力增加，对既有受压桩极为不利，附加轴力拐点位置及最大值有所区别；经过3次地下水位循环变化后，前、后桩桩身弯矩反弯点个数减少，但桩身最大附加弯矩均明显变大，当达到极限弯矩，桩身出现塑性铰，这对穿越厚软弱层地基中的既有受压柔性桩极为危险。

交通、波浪、地震等循环荷载引发不同主应力方向变化模式，对软土地基长期沉降与稳定产生显著影响。为研究饱和软黏土在交通荷载下的长期动力特性，借助空心圆柱扭剪仪开展偏应力空间中主应力轴心形线旋转、圆形旋转与定向剪切等3类主应力方向变化路径的室内模拟，对比研究了不同试验条件下试样不排水塑性累积变形、孔压、临界动应力比与动强度特性的发展规律，研究表明：（1）不同主应力轴旋转路径下土体临界应力比由低到高依次为主应力轴圆形旋转、主应力轴心形旋转、拉压非等幅三轴路径。与前面临界应力比分布相对应，在轴向累积应变稳定型中，产生的塑性累积变形与极限孔压依次减小；（2）振次大于一定数值时，不同主应力方向变化路径下稳定型试样的轴向累积应变与时间的对数具有良好的线性关系，并依此建立了轴向塑性累积变形方程；（3）与轴向塑性累积变形相对应，动力荷载下土体孔压增长也存在3种发展规律，主应力轴连续旋转路径下临界型破坏的土体孔压-应变时程曲线呈三阶段两相态点模式；（4）在其他条件均相同时，土体在主应力轴圆形旋转路径下强度最小，在主应力轴心形旋转路径下的次之，在拉压非等幅动三轴路径下最高。

利用自主研发的含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流装置，对不同温度条件下型煤试件在气体压力升降过程的渗流特性进行了试验研究，以模拟随采深增加引起的地温升高条件下煤的渗透特性。同时，为探讨低渗储层的滑脱效应进行了相同条件下氦气的平行试验。研究结果表明：（1）升压阶段，轴向应变增大，径向应变减小，近似呈线性变化；降压阶段，随气体压力降低，应变呈现出与升压阶段相同的变化趋势。随温度升高，应变随气体压力变化的斜率增大。（2）升压阶段，随气体压力升高，渗透率呈二次抛物线型变化，约在气体压力为3.0 MPa左右到达最小；降压阶段，随气体压力减小，渗透率先略有减小后增大，升压阶段渗透率大于降压阶段渗透率。（3）升压阶段滑脱效应引起的渗透率变化量大于降压阶段的变化量，且滑脱效应所引起的渗透率变化量随气体压力增加呈幂指数函数降低。

应用Lyapunov指数法，对试验得到的深埋煤层应力松弛系统演化对应于各级应变水平的时间序列进行分析，科学重构相空间，得到了每一递进应变水平的相轨迹均不重复地围绕各自对应的历史应力中值而顺次演化。采用分形几何学方法进行时间序列分析，定量揭示出煤样应力松弛系统演化的各层次间自相似性，并部分反映了经典力学与非线性科学间的关系。得到了对应各级应变水平系统演化时间序列的非线性动力学评价指标，并判定深埋煤层应力松弛系统为复杂系统且具有典型混沌特征。深埋煤层应力松弛系统演化的混沌程度及复杂程度呈下降规律，煤体内部力学性质弱化因素与强化因素之间竞争最为激烈的阶段，其混沌程度最高，而宏观破坏后系统伴随最低的混沌程度及复杂程度。

为了研究运动裂纹与圆形孔缺陷的相互作用机制，采用数字激光动态焦散线方法进行了含圆形孔缺陷的冲击试验。结果表明：在冲击载荷下，I型运动裂纹在与圆形孔贯通前，断裂面光滑，扩展路径平直；运动裂纹从圆形孔上端起裂后，断裂面凹凸不平，扩展路径也更为弯曲。当运动裂纹朝向邻近的圆形孔扩展时，圆形孔对运动裂纹的扩展速度和动态应力强度因子有抑制作用，且随着圆形孔直径的增大，这种抑制作用不断增强。当运动裂纹与圆形孔缺陷汇聚后，圆形孔阻碍了裂纹的继续扩展，裂纹尖端被钝化，钝裂纹的起裂韧度较尖裂纹提高9.58%～13.87%，裂纹再次起裂时的扩展速度和动态应力强度因子存在明显的跳跃，表明钝裂纹更难起裂，需要消耗的能量更多。

基于不同层理角度的页岩巴西劈裂试验，利用高速摄像系统和声发射系统，对页岩力学特性、裂纹扩展及声发射特征的层理效应进行了深入研究。结果表明：（1）页岩巴西劈裂破坏过程可以分为压密、弹性和破坏3个阶段；（2）页岩抗拉强度、劈裂模量和应力峰值时变形的各向异性特征明显，层理角度 30°时，层理效应最为明显， 90°时影响最小；（3） 0°和 15°时试样的裂纹破坏面基本是沿着层理面， 30°时裂纹面交切层理面，与加载基线面重合， 45°～90°的各试样的断裂面呈不同程度的偏离加载基线面，为弧面或曲面；（4） 30°和 45°为破坏机制转化角，其中 30°为沿着层理面压致性张拉开裂转化为交切层理面开裂的转化角， 45°为交切层理面开裂转化为交切层理面且沿着层理面不同程度的剪切滑移开裂的转化角；（5）声发射活动性和能量释放随层理角度的增加而加强，主要因为受层理角度的影响，其破坏机制不同，这也进一步验证了页岩随层理角度的变化，其破坏机制的各向异性。能率峰值与抗拉强度具有很好的线性关系，表明声发射能率峰值能很好地反映岩石抗拉伸破坏的程度。

将含竖向排水体地基的三维固结变形问题等效为平面应变问题进行数值分析时，砂墙地基二维固结解析解答是合理确定其等效固结计算参数的重要依据。为辨析现有砂墙地基等应变固结近似解答的适用性，针对微单元土体严格的二维固结微分方程，考虑对地基固结有重要影响的井阻作用，以及涵盖完全透水和不完全透水的更一般边界面排水条件，推求得到了其自由应变解答。并与现有解答进行对比分析，同时，分析了泊松比效应以及水平和竖向排水对地基固结的影响。结果表明，现有砂墙地基的等应变固结解答虽然近似，但已有足够精确；砂墙地基以水平向固结为主，竖向固结几乎可以忽略不计；地基固结速率随着泊松比的增大而增大，在将竖向排水体等效为砂墙时，应考虑其作用影响。

当考虑无黏性土初始密实度及围压时，Pastor-Zienkiewicz本构模型需采用多组参数模拟同种材料，给其在实际中的应用带来了困难。针对原始Pastor-Zienkiewicz本构模型存在的这一问题，将新近发展的状态相关参数引入剪胀方程、塑性势方向矢量、加（卸）载方向矢量及塑性模量方程中，提高了模型在考虑初始密实度及初始围压时模拟无黏性土力学特性的能力；详细探讨了修正模型参数的拟定方法，明确了各参数的物理意义；通过试验资料对修正模型的预测能力进行了验证，预测结果与试验资料吻合良好，表明了修正模型的可行性和合理性。

为了研究相邻基础对地基刚度的影响，提出了地基刚度影响系数的概念，并运用三维弹性半空间内明德林解，推导出地基刚度影响系数的计算表达式，进而通过计算地基刚度影响系数分析了相邻基础存在时，两个基础之间净距、基础边长比值以及地基土特性对地基刚度的影响规律，并根据净距和边长比值划分了可不考虑相邻基础相互作用的范围。结果表明：（1）基础周围有相邻基础存在时，其地基刚度较不存在相邻基础的地基刚度有所提高；（2）相邻基础对地基刚度的影响随着两个基础之间净距的增加而减弱，随着边长比值的增加而增强，以及随着地基土泊松比的增加而增强；（3）黏土地基中相邻基础对地基刚度的影响较其他（如粉土地基）地基更显著；（4）当净距不小于基础边长15倍时，或者基础边长比值小于0.1时，可以不考虑相邻基础对地基刚度的影响，其他情况需根据净距和边长比值分析是否考虑相邻基础对地基刚度的影响。

膨润土与砂混合物的膨胀特性是评估核废料深层地质处置工程长期性能的重要指标。对比不同膨润土及其与砂混合物的膨胀试验结果可知，对纯膨润土及其低掺砂率混合物，浸水膨胀完成后蒙脱石孔隙比em与竖向应力?v在双对数坐标内呈惟一的线性关系，利用该线性关系可预测浸水完成后不同竖向应力下的体积变化量及不同初始状态对应的膨胀力；对高掺砂率混合物，在砂骨架形成之前，em-?v线性关系成立，随着竖向应力的增大，砂骨架形成，对应的em值脱离em-?v线性关系，混合物中掺砂率越大，脱离该线性关系时的竖向应力就越小。砂骨架形成前，砂颗粒被蒙脱石包围，外力由蒙脱石承担，最终变形量由试样中单位体积蒙脱石的含量决定；砂骨架形成后，竖向应力最终由砂骨架和蒙脱石共同承担。利用砂骨架孔隙比的概念可确定各种不同掺砂率混合物形成砂骨架时的应力起偏点。同时，还可确定混合物能够形成砂骨架的掺砂率范围。

基于塑性极限理论的上限分析法，借鉴已有数值分析和室内模型试验所揭示的带帽刚性桩破坏模式，构建了其运动许可速度场，并引入统一强度理论，根据能量平衡原理，推导了能考虑中主应力影响的带帽刚性桩极限承载力上限计算公式。同时通过参数分析，得到了带帽刚性桩极限承载力随桩帽尺寸、土的黏聚力和内摩擦角的变化规律。研究发现：考虑中主应力影响的带帽刚性桩的上限解较不考虑时有较大的提高，对于带帽刚性桩承载力计算时，实际统一强度理论中反映中主应力影响的参数取0.1～0.2附近较为合理。带帽刚性桩承载力随着桩帽尺寸的增大而增大，且桩帽直径与桩径之比 时，承载力增大趋势较为明显；承载力随着土体黏聚力和内摩擦角的增大而增大。通过与已有理论方法和试验结果对比分析发现，本文提出的方法不仅在理论上更严密，而且可得到更符合实际的计算结果。

Drucker-Prager（以下简称D-P）屈服准则因其形式简单、物理意义明确而得到广泛的应用，然而经过多年的应用和研究，其缺点逐渐显现出来，如拉剪区偏大、不具有应力角效应等，针对这些不足，提出了修正的D-P屈服准则。在拉剪区用圆球面和横截面的组合方式代替原来的圆锥面，从而不改变D-P屈服准则压剪区的形式，在考虑岩石实际的拉伸强度的同时，也满足该屈服准则经过单轴抗拉强度点的条件；为考虑岩石在三轴压缩和三轴拉伸状态下不同的强度特性，即应力角效应，引入了一种角隅模型；为保证屈服准则始终通过岩石的单轴抗压强度点，建议了一种材料参数k值的取值方法。为验证屈服准则修正后的适用性和正确性，将修正屈服准则与真三轴试验结果进行了拟合，同时与Mohr-Coulomb（以下简称M-C）准则进行对比，结果表明，修正屈服准则可以很好地描述试验现象，且比M-C准则更接近真实结果。

为揭示工业副产品木质素与土体间的相互作用机制，将木质素应用于路基粉土改良，通过对木质素及其改良土进行无侧限抗压强度、pH值、微观结构、化学元素、矿物成分和官能团等试验分析，研究不同掺量下木质素改良土的力学性能和pH值变化，对比分析改良前后粉土的微观结构变化，并基于化学分析结果探讨木质素的分子结构及与土体间的相互作用，提出木质素改良土体的机制。试验结果表明，改良土强度随木质素掺量增加而增加，掺量超过一定范围时，土体强度降低，木质素改良粉土的最优掺量为12%，且龄期对土体强度有着重要影响；强度与pH值基本呈线性相关关系；改良土微观结构更为致密、稳定，胶结物质将土颗粒相互联结，且未生成新的矿物；木质素通过水解、离子交换、质子化和静电引力等作用，导致双电层厚度减小，带正电荷的木质素高分子聚合物联结土颗粒并填充孔隙，改良土工程性质得以改善。提出的木质素改良土体机制可为工业副产品木质素的工程应用提供理论参考。

由多个分离基础组成的多基础系统是常用的海洋结构基础型式。基于破坏包络面理论，分析了砂土地基多基础系统的失效模式，建立了相应的承载力计算方法，并验证了计算方法的可行性。对比分析了单一基础和多基础系统不同荷载路径下的荷载安全系数，探讨了破坏包络面理论与分项系数法相结合的基础承载力计算方法。失效模式的分析表明，由于水平荷载的增大，四腿平台结构迎浪侧基础首先到达破坏包络线，其失效模式属于滑动失稳，但由于基础间的运动约束，其并不会出现真正的滑移破坏。随着水平荷载进一步地增大，迎浪侧基础承担的水平和竖向荷载不断减小，导致背浪侧基础受到不断增大的荷载。最终，背浪侧基础也到达破坏包络线，多基础系统失效。分析表明，荷载路径对基础的荷载安全系数有决定性的影响，计算基础的荷载安全系数需指明相应的荷载路径。鉴于破坏包络面的大小和形状取决于众多因素，基础设计时需采用特定工况下的破坏包络面进行承载力计算。

对上海环球金融中心（Shanghai World Financial Center，简称SWFC）实测沉降结果进行研究，分析坑底的回弹、沉降随时间的发展规律，并通过沉降推测上部结构刚度的变化情况。软土地区深埋桩筏基础沉降与加荷速率、基坑回弹、附加应力在桩长及桩下土中的传递、基坑降水与停止降水等多种因素有关。基础沉降-时间关系曲线并非理想的双曲线，即使是施工加荷速率相对稳定时。建筑物施工初始阶段沉降速率较小，与深基坑回弹密切相关，建筑物接近封顶时往往沉降速率较大，可能与附加应力传至桩端以下土中有关。沉降过程反映4.5 m的厚筏为弹性体，上部结构刚度对筏板刚度具有贡献性和有限性，上部刚度是随着施工的进程逐步形成。采用3种方法对SWFC进行沉降计算反分析，通过计算结果与实测数沉降数据进行对比得出，运用上海规范采取合适的经验系数（0.40～0.55）、考虑70%的水浮力，利用明德林解得出的计算结果与实测值吻合很好；深埋桩筏基础共同作用分析计算中不能过大考虑上部结构刚度的贡献。

拟建猴子岩水电站移民安置点位于江口沟泥石流堆积扇上，通过现场调查泥石流形成条件和运动特征，获得了1958年发生的50 a一遇泥石流危险区范围，根据雨洪法计算确定了泥石流的相关运动学参数。使用基于有限体积法的CFX软件，选择Bingham流变模型对江口沟泥石流流动过程的液面分布情况和速度场进行了三维数值模拟，得出了泥石流危险区范围和速度场分布情况。模拟结果显示，江口沟50 a一遇泥石流流过堆积区的平均速度为5.76 m/s，其中最大速度为13.59 m/s。数值模拟计算得出的危险范围较1958年扩大，是因为早期泥石流堆积物将原有地面特别是沟道附近地面抬高，使得现状条件下泥石流更容易向两侧漫流泛滥而扩大。上述结果为泥石流防治工程设计及危险区范围划定提供了一种新的方法，对工程实践具有重要的指导意义。

如何准确确定原级配堆石体的力学参数是高堆石坝建设中亟待解决的一个关键问题，参数反演是解决这一问题的可行方法之一，传统的参数反演方法因需要进行大量的有限元正分析，其计算工作量大，反演效率较低。响应面法可以有效克服以上问题，但已有方法仅针对堆石体的瞬变参数，未考虑流变参数，不能满足堆石坝长期变形预测的需要。综合考虑瞬变和流变参数，通过构造更加合理的响应面函数，提出了基于响应面法的高堆石坝瞬变-流变材料参数反演方法，大大提高了反演的效率和精度。以水布垭面板堆石坝为例，采用该方法对坝体瞬变和流变参数进行了反演分析。反演结果表明，计算值与实测值在数值和变化规律上总体符合较好，反演结果合理可靠且更加高效。

裂隙岩体的渗透特性受控于裂隙的发育特征、连通特性和充填情况，并与岩体的地应力水平具有显著的相关性。基于裂隙岩体渗透性的影响因素，并考虑现有渗透系数估算模型的不足，利用钻孔压水试验和钻孔电视图像资料，建立考虑埋深(Z)、岩石质量指标(RQD)以及充填物指标(FSD)等3个指标的渗透系数估算ZRF模型，并应用到牙根二级水电站及其他工程区的渗透系数估算中。结果表明，与已有的渗透系数估算模型相比，ZRF模型较好地反映了岩体渗透性的影响因素，且模型参数物理意义明确，便于获取，对分析裂隙岩体渗透性具有一定的工程参考价值。

固体废弃物填埋场长期使用过程中，垃圾土的强度参数随着龄期的变化而变化。在进行固体废弃物填埋场边坡稳定分析时考虑按龄期分层，基于极限分析上限理论，提出了转动-平动组合和多块体平动两种破坏机构。通过水平分层土坡算例的对比分析，验证两种破坏机构的合理性和有效性。进而对填埋场算例按龄期分层分析，结果表明，极限分析上限解的安全系数和破坏机制与强度折减有限单元法非常接近，多块体平动机构通过随机搜索所得的最危险滑裂面优于转动-平动组合机构。最后分析西班牙Coll Cardús固废填埋场，此填埋场是按龄期分层的典型复杂填埋场，运用两种破坏机构所得的安全系数和最危险滑裂面与有限单元法相符。算例分析表明，在不考虑水位的情况下，填埋体堆填时间越长越有利于填埋场的稳定。当填埋体按低、中、高龄期分层形成时，填埋场的整体稳定安全系数介于中龄期和高龄期的均质边坡之间。

确定合理的区段煤柱宽度及巷道支护型式和参数，对于提高资源回采率和巷道安全性及实现综放开采高产高效意义重大。以王家岭煤矿20103区段运输平巷为工程背景，采用FLAC3D数值分析了不同煤柱宽度下围岩主应力差、变形及破坏演化规律，认为合理煤柱宽度为6～10 m，并结合实际地质和生产条件确定试验巷道煤柱宽度为8 m。采用理论分析和现场钻孔窥视方法综合确定基本顶断裂线位于距采空区约7 m处，认为由于综放沿空巷道围岩性质结构和应力分布沿巷道中心线呈明显非对称性，将引发煤柱侧顶板严重下沉和肩角部位煤岩体错位、嵌入、台阶下沉等非对称破坏特征，靠煤柱侧顶板及肩角部位是巷道变形破坏的关键部位。在此研究基础上，针对性地提出了以高强锚梁网、不对称锚梁、锚索桁架为主体的综合控制技术，详细阐明了具体支护措施的控制机制，并进行现场应用。工程实践表明，8 m煤柱宽度合理，该支护技术能够保证窄煤柱沿空巷道围岩稳定，并已在王家岭煤矿大面积推广应用，对类似工程条件的支护技术具有一定的理论意义和实用价值。

岩质边坡的地震响应是当前岩土工程界所关注的重要问题之一。以紫坪铺工程进水口边坡为研究对象，以现场监测数据为基础，从时间和空间的角度综合分析了汶川地震前、后支护荷载和边坡位移的变化特征，并讨论了坡体形态、岩体结构以及支护荷载对地震力作用的协同影响。研究结果表明：受地震力作用影响，坡体变形和支护荷载发生突变，主要受主震影响；地震引起的支护荷载变化量在100 kN以内，未超出设计荷载的5%；边坡水平向产生的永久位移在12 mm范围内，岩体变形深度受结构面分布控制；边坡中部变形最大，沿水平方向具有明显的临空面放大效应，而沿高程方向，没有明显垂直放大效应。研究成果可加深对锚固岩体动力响应机制的认识，同时为以位移控制的边坡工程抗震设计提供参考。

模糊评判系统在边坡稳定性综合评价中的应用越来越广泛。由于岩体材料参数在实际工程中是离散的，将材料参数作为评价因子时，需首先对其本身进行评价得出表征参数，然后再参与到综合评价系统中。以大岗山坝肩边坡为例，从岩体自身抵抗外界影响的角度出发，考虑到位移和安全系数在边坡失稳前、后的变化幅度和变化次序问题，对岩体特性进行深入研究。通过对各参数进行分层敏感性分析并评价，得到表征参数；通过面积分配法得到隶属度；以安全系数和位移两个目标量，对岩体物理力学参数进行综合敏感性分析，以敏感度定义各因子的权重，将其结果应用于评价系统中。敏感性分析结果显示：以位移为目标量时，变形主要依赖于抗剪强度参数中的凝聚力；以安全系数为目标量时，内摩擦角对边坡失稳的影响略大于凝聚力；位移敏感性强于安全系数敏感性。综合评价结果显示：岩体力学参数具有较强的强度，以安全系数为目标量的评价结果优于以位移为目标量的评价结果，与敏感性分析结果一致，符合一般规律和实际情况，从而证明研究方法的正确性。

基于解释结构模型和因果图法，选取12个具有代表性的定性和定量因素，在大量数据不完备的情况下提出了建立贝叶斯网络液化模型的方法。以2011年日本东北地区太平洋近海地震液化不完备数据为例，采用总体精度、ROC曲线下面积、准确率、召回率和F1值5项指标对模型进行综合评估，并与径向基神经网络模型进行对比。结果表明：贝叶斯网络液化模型的回判和预测效果都优于径向基神经网络模型，且对于数据缺失的样本的预测效果也较理想。此外，该模型对于不同土质的液化评估均有较好的适用性。分类不均衡和抽样偏差会对模型的学习和预测效果产生很大影响，建议应同时采用上述5项评估指标进行综合评估模型的优劣。

对双重孔隙介质波动中的体波及P1波在半空间自由透水和不透水边界上的反射问题进行了详细的理论求解。通过数值计算，对双重孔隙介质中4种体波的弥散和衰减特性，以及不同边界上反射波振幅反射系数随P1波入射角和频率的变化进行了分析。结果表明：（1）P1、P2、P3和S波均具有弥散和衰减特性，P1波传播最快而衰减最慢，P3波传播最慢而衰减最快；（2）随着入射角的增大，反射P2、P3和S波的振幅反射系数均先增大后减小，反射P1波则先减小后增大，且边界透水条件对反射P2和P3波的振幅反射系数影响显著，对P1和S波的影响较小，但透水和不透水边界下振幅反射系数随入射角的变化趋势一致；（3）反射P2、P3波的振幅反射系数均随频率的增大而增大，且不透水边界下反射P2波的振幅反射系数大于透水边界下的反射系数，而反射P3波则相反；（4）随着频率增大，透水边界下反射P1波的振幅反射系数先增大后减小，不透水边界下先减小后增大再减小，反射S波的振幅反射系数随频率变化情况则与P1波相反。

随着社会的发展，人类对化石能源的依赖导致大量的CO2排入大气层，从而引起全球变暖、海平面上升等一系列全球性气候问题。CO2地质封存是当前CO2减排最有前景的技术，但大量的CO2注入地层易诱发相应的力学问题：地表隆起变形、盖层完整性受损、断层活化等。因此，为了降低CO2地质封存带来的安全风险，理论分析、数值模拟和响应面方法等手段被应用于此类力学问题的分析中。由于数值模拟方法能够解决大尺度范围内复杂几何模型的多场耦合问题，数值模拟成为当前在CO2地质封存力学领域中应用最广泛的方法。因此，对CO2地质封存若干力学问题的数值模拟方法进行了全面的综述。首先，简要介绍了多孔介质的温度-渗流-力学-化学（THMC）多场耦合原理，并对数值模拟解决多场耦合问题的方法进行了归类。然后，详细总结了数值模拟在解决CO2地质封存力学问题方面的国内研究进展。最后，讨论了数值模拟方法在此类力学问题方面的应用缺陷，并提出了若干建议。

合理的参数输入是岩土工程数值计算的前提和关键，目前常用的赋定常参数值的方法事实上忽略了参数本身在空间上的变异性与相关性，用确定性参数描述复杂岩土体力学性能的方法在某些情况下甚至可能会导致分析结果与真实情况的背离。因此，要弥补此中不足，就必须探讨在空间相关条件下参数随机场的反演方法。单参数随机场在空间上存在自相关性，而多参数随机场不仅存在空间上的自相关性，还存在空间上的互相关性。从“一体两分”（自相关性=互相关性+剩余自相关性）思想出发，构建了反映空间相关性信息的参数反演数学模型，并利用此数学模型生成了各向同性相关结构下的双参数随机场，对反演结果相关性统计结果表明：此法生成的参数随机场，自相关性和互相关性都得到了很好的满足。

将Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型引入笔者所研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中，并使用摩尔-库仑准则，针对一个假设的实验室尺度且位于饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置库模型，拟定弹性分析和弹塑性分析两种计算工况，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、地下水流速和应力及塑性区的变化、分布情况。结果主要显示：弹塑性分析中由于应力调整和增大了分子扩散系数，使得塑性区的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀有明显的变化，并对渗流场（孔隙水压力及流速）和应力场产生显著的影响。但两种工况弹性区中的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀差别较小。

安全系数的计算和临界滑动面的确定是边坡稳定性分析的两个组成部分，强度折减法可以得到合理的安全系数，但却不能准确刻画临界滑动面的位置。基于对滑动现象的认识，提出了一种基于位移场分析的临界滑动面确定方法，认为当边坡处于临界状态时，其潜在滑动面附近的位移等值线最为密集，潜在滑动面上的点往往是在深度方向上沿垂直滑面的位移变化率达到最大值的位置。将本文方法与Spencer法、岩质边坡模型试验进行了对比，验证了该方法在曲线和折线滑动面搜索方面的适用性和可靠性。同时，探讨了单元形状、疏密程度、离散点间距等因素对滑动面的影响。

基于Feng Y T提出的精确缩尺方法，即根据几何相似、静力相似、动力相似3个相似原理建立一套缩尺准则，使得缩尺前后模型的力学响应保持一致。首次将该理论应用于颗粒材料的流变分析当中，采用Burgers黏塑性蠕变模型，引入流变参数，在原缩尺准则上进行理论推导，得到在二维和三维条件下的缩尺准则；其次在理论推导的基础上进行数值仿真验证。研究结果表明：严格按照拟定的缩尺准则选取参数后，缩尺后模型的力学响应能够保证和原尺寸模型完全一致，计算误差在3%以内，同时简要探讨了时间步长、黏性系数、颗粒数目、比尺数对数值试验的影响，为数值试验中相关参数的选取以及如何让数值模型反映材料真实的力学行为提供了有效参考。另外，由于缩尺模型采用与原模型相同的颗粒数目、颗粒形状、颗粒压实状态和比尺数，揭示了等比例缩尺对材料流变行为的影响。

Savage-Hutter(S-H)颗粒流模型用一个只与材料参数相关的土压力系数来描述颗粒流内部的应力状态，不能很好地反映颗粒体在运动时的本构关系。通过引入颗粒体应力与速度梯度之间的关系，得到了一个能够反映颗粒流本构模型的崩塌动力学模型。另外，为解除S-H模型中对横向应力大小的假定，通过引入Von Mises、Drucker-Prager、Mohr-Coulomb和Matsuoka-Nakai等土的三维破坏准则，得到了广义摩擦系数的4种表达形式。该模型的主要优势是通过引入颗粒流的本构关系，能较好地体现颗粒流体在运动中的内在机制，并且材料强度参数简单易知。分析了由Drucker-Prager准则和Mohr-Coulomb准则所得到的材料强度参数，并探讨了广义摩擦系数与应力洛德角等物理量之间的关系。用所建议的模型来模拟颗粒流的运动过程，并将数值计算与试验结果进行对比，发现两者能够较好吻合。

通过工程实测信号和数值模拟分析，证明了瞬态集中荷载敲击下，桩顶三维干扰速度信号的强度沿径向先递减后递增，存在干扰最小点，并对比了不同学者提出的干扰最小点位置处的信号。参数分析表明，三维干扰最小点的位置与桩径、桩长、荷载脉宽、桩身混凝土弹性模量、土层剪切波速及土层泊松比等桩、土参数几乎无关，但与桩身混凝土泊松比密切相关，且泊松比越大，干扰最小点的位置越靠近桩中心。给出了干扰最小点位置与桩身混凝土泊松比之间的函数表达式，可方便应用于实际工程。