在堤基管涌发展机制的研究中，需考虑管涌通道四周破坏扰动松散层的影响。目前针对松散层渗透特性变化的定量试验数据较少。基于此，通过一维垂直向上渗流作用下均匀砂的渗透试验来研究临空面表层土体的松散过程和渗透特性变化情况。砂样垂向渗透变形发展过程中伴随着临空面表层土体松散破坏和松散层逐渐向深部扩展的过程。通过分析砂样沿程水头分布的调整变化情况得知，松散表层土体的渗透系数分布呈突变形式，即临空面松散薄层的渗透系数远大于其下松散砂层的渗透系数。由此类推，管涌通道边壁四周松散薄层的渗透系数远大于砂样整体渗透系数，松散层的存在使得管涌通道尖端坡降并不会达到很大值。这一点认识对管涌发展机制的研究至关重要。

根据采动过程中裂隙岩体的应力变化，用法向载荷、剪切载荷和渗透水压分别模拟开采过程中采场的水平应力、垂向应力和水头压力，应用JAM-600型剪切-渗流耦合试验系统对裂隙岩体进行压剪-渗流藕合试验，探讨在恒定法向荷载（CNL）和法向刚度（CNS）条件下，裂隙岩体的法向载荷、裂隙粗糙度与渗透水压对试样的位移、应力和渗流性的影响规律，分析剪切位移大小和岩体裂隙的剪胀特性对裂隙岩体的剪切应力、法向位移、节理水力开度及渗透率影响规律。研究表明：剪切应力和水头压力对裂隙水力开度起促进作用，水平地应力对水力开度变化起抑制作用。随着剪切位移变化，水力开度可分为变小或持平、增大、稳定3个阶段。裂隙表面粗糙度越大，裂隙岩体的刚度越小，则水力开度最终稳定值越大。由于裂隙岩体的剪胀作用渗透率先变小后增大，剪切位移增大，渗透率增大；法向荷载增大，试件的渗透率越小；裂隙表面越粗糙，其渗透率越大，其研究结果可为岩体透水通道形成时的孕育、萌生和爆发的导渗灾变演化过程提供理论基础。

埋入源激发波场分析对岩土工程勘探非常重要。基于模态叠加法给出均匀半无限体中埋入球形膨胀点源激发波场位移表达式，由此研究瑞利波可激性及其传播特性，分析埋入源下瑞利波可激性机制，并通过有限元模拟验证分析方法有效性。结果显示：在均匀半无限体中瑞利波可激性受源埋深与波长比影响，比值越小，瑞利波可激程度越高；当比值大于1时，瑞利波不易激发。与自由状态下以平面波阵面传播的简正瑞利波相比，半无限体中埋入源激发瑞利波速度随传播距离变化, 传播具有空间特性，距中心轴线越近，竖直向质点振动相速度越小，当距离大于一个波长时，激发瑞利波传播特性趋于简正瑞利波。

以不同埋深双隧道、不同开挖顺序对临近地埋管线的影响为研究目的，在离心模型试验中同时考虑隧道开挖所致地层损失效应和质量损失效应，并采用考虑土体非线性小应变特性的HP（Hypoplasticity亚塑性）模型和基于地层损失比的位移控制法进行有限元模拟分析。研究结果表明，不同埋深双隧道、不同开挖顺序对地表沉降、管线沉降及管线弯曲应变的影响较大。双隧道开挖完成后管线下凸区（管线底部受拉区）分布范围为-2.5DT～1.5DT（DT为隧道外径），且管线下凸区最大弯曲应变约为管线上凸区（管线底部受压区）最大弯曲应变的2倍。不应简单采用叠加原理对不同埋深先后开挖双隧道所致地表沉降、管线沉降及管线弯曲应变进行预测，应合理考虑后继隧道开挖所致土体的累积剪切应变及管-土相对刚度对预测结果的影响。

为研究不同深度页岩储层力学参数的各向异性，开展了龙马溪组相关储层页岩的单轴压缩试验，探究了页岩储层力学参数在横向和纵向的变化规律，深入分析了页岩储层力学参数的各向异性指数。不同深度页岩储层矿物含量、天然裂缝的发育、层理缝密度等因素均导致储层表现出一定程度的各向异性；取样深度范围内，弹性模量随储层埋深的增加有减小的趋势；泊松比随储层埋深的增加有两头高、中间低的现象；抗压强度随储层埋深的增加表现出两头低、中间高的现象。抗压强度的横向和纵向异性指数均显著大于相同环境条件下弹性模量和泊松比的异性指数，且抗压强度的异性指数波动范围更广。力学参数的横向及纵向异性指数在一定程度上反映岩体力学性能的空间分布，深部岩体工程施工时，应提前开展不同深度和不同方向异性指数的力学试验调查，在优化工程施工的基础上，选取适用的力学本构关系。

随着地下洞室开挖深度的增加，温度已成为影响洞室长期稳定的重要因素。为有效反映温度对深埋地下洞室围岩长期稳定的影响，依托某水电站引水隧洞工程，开展了不同温度和不同加载应力路径条件下片麻状花岗岩的三轴蠕变试验，系统分析了温度、围压、轴压对片麻状花岗岩蠕变变形特征、蠕变强度和蠕变破坏模式的影响。通过蠕变试验发现：片麻状花岗岩的蠕变性能随着加载应力的增大和温度的升高而呈指数变化；片麻状花岗岩存在蠕变应力阈值，且温度越高，蠕变应力阈值越低，蠕变破坏时间越短；片麻状花岗岩稳态蠕变速率随温度的升高而增大，符合指数关系，其蠕变长期强度和蠕变破坏强度均随温度的升高而降低；在温度效应条件下，片麻状花岗岩蠕变破坏模式主要为沿斜截面的剪切破坏。试验研究成果为水电站引水隧洞围岩长期稳定性分析与设计、施工提供了重要的试验依据。

分别以柱孔和球孔扩张模拟桩身和桩端的贯入过程，采用可以考虑天然饱和黏土应力历史和应力各向异性的圆孔扩张解答描述桩周土体的应力状态，推导了饱和黏土地基中静压桩终压力的理论解，进而基于桩周孔压径向消散的固结解答，在考虑桩周土再固结过程中松弛效应的基础上，推导了沉桩结束后静压桩时变承载力的解答，建立了静压桩承载力时效性系数的理论表达式。通过离心模型和现场试验对所提的理论解答的正确性进行了验证，研究了天然饱和黏土中静压桩承载力的时效性。结果表明：沉桩结束后较短时间内静压桩承载力时效性是超孔压消散和土体触变恢复共同作用的结果，一定间歇期后超孔压消散成为承载力增长的主要原因。

为研究结构性对软黏土变形特性的影响，对上海软黏土原状样和不同制样方式得到的重塑样、泥浆样和压实样开展了压缩试验和压汞试验，确认固结压力和制样方式对软黏土的孔径大小及分布具有重要影响。试验结果表明：上海软黏土原状样的孔径分布为单峰孔径分布，孔径大小主要分布在0.01～1.00 ?m之间；结构性对孔径分布影响较大，随着固结压力的增大，大孔隙和中孔隙逐渐向小孔隙转化，尤其是固结压力大于结构屈服应力后，这种现象更加明显；不同制样方法得到的重塑样、泥浆样和压实样，在饱和状态下的孔径分布均为单峰孔径分布，但不同制样方式得到的土样孔径分布差别较大，压实样的孔径相对较大，泥浆样的孔径分布较为集中；随着固结压力的增大，不同制样方法在相近孔隙比下的土样孔径分布差别虽然有所减小，但仍无法达到相同或接近，即固结压力无法消除制样方式对土体孔径分布的影响。用简单表示组构的参考孔隙比对不同土样的压缩曲线进行归一化整理，得到4种土样的压缩曲线可归一化为一条相关度极高的直线，说明参考孔隙比用于简单表述土体的组构是合理、有效的。

为了合理地描述岩石的阻尼行为，提出了考虑轴向和环向阻尼振动的岩石阻尼参数计算方法；通过动循环荷载、分级循环荷载和常幅循环荷载试验，对比分析了这3种不同应力路径下砂岩、砾岩及砂砾岩的阻尼特性，得到了阻尼参数对应力幅值、应变幅值的响应特性，揭示了常幅循环加载过程中阻尼比和阻尼系数随循环次数的演化规律；从熵守恒和能量守恒定律出发，建立了岩石阻尼比随循环次数演化的经验模型。 结果表明：（1）动荷载下岩石的阻尼比与轴向应变幅值成线性递增，而阻尼系数恰好相反；分级循环荷载下岩石的阻尼参数都随应力幅值成线性递增。（2）疲劳破坏门槛值是岩石耗散能和阻尼比演化规律发生变化的分界点，在应力上限高于疲劳破坏门槛值时，耗散能、阻尼比及阻尼系数随循环次数都呈3阶段的变化规律，演化曲线呈半U型；在应力上限低于疲劳破坏门槛值时，呈现2阶段的发展规律，演化曲线呈L型； （3）通过砂岩的阻尼比试验，验证了所建模型能够描述砂岩在常幅循环荷载过程中阻尼行为。

采用不会造成较大附加损伤的近似无损低应力水平加、卸载的方法，开展了考虑时间效应的冻融循环作用试验。在试验成本受限的情况下大幅度地降低了试验所需的岩样数。较常规试验方法，在试验岩样数不变的前提下，无需因岩样的离散性而进行主观地筛选数据，从而使得有效数据增多。随着冻融循环周期数增加，岩样表面孔隙及微裂隙不断扩大并出现软化层，裂纹加深，颗粒脱落程度加剧，发生片落、剥蚀，水分向岩石内部迁移，冻融损伤程度由内向外逐渐加深，并研发滴定技术定量标定了这种层进式损伤。进一步分析不同冻融循环周期数下岩样在不同上限应力循环作用下的动力响应变化规律。研究显示，阻尼比、阻尼系数及动泊松比均与冻融循环周期数呈线性递增的关系，动弹性模量与冻融循环周期数呈线性递减的关系；阻尼比、动泊松比均与幅值应力呈线性递减的关系，动弹性模量与幅值应力呈线性递增的关系。给出了阻尼比、动泊松比、阻尼系数、动弹性模量相互之间的定量关系，可通过一种参数的变化规律，预测另一种参数的变化趋势。在有限的试验条件、试验次数下，可有效地精简试验所需检测的参数。幅值应力越大，加、卸载转换时岩样弹性变形响应越迅速，不可逆变形越小，在同一幅值应力的情况下所吸收的能量减少。随着冻融循环周期数的增加，循环加、卸载前岩样的斜坡加载段逐渐变长，应力-应变曲线斜率逐渐变小；循环加、卸载后，不同加、卸载幅值应力下的每个周期中首次达到应力上限时岩样的轴向应变与冻融周期数呈线性关系，说明在冻融循环作用下，岩样孔隙率逐渐变大，密实程度降低，岩样有逐步软化的趋势。当幅值应力较大时，岩样的塑性累积量与冻融周期数呈指数型关系加速递增；当幅值应力较小时，岩样的塑性累积量与冻融周期数呈线性关系匀速递增；说明幅值应力会带来显著的加速劣化效果。

泥炭质土是一种具有明显区域性的特殊土。通过一系列不同围压、固结比、加载频率等条件下的分级加载动三轴试验，研究了昆明泥炭质土在循环荷载作用下的动变形特性。从动骨干曲线、应力-应变滞回曲线和动弹性模量等方面重点分析了围压、固结比、加载频率对泥炭质土变形特性的影响。试验结果表明：泥炭质土的动应变随动应力幅值非线性增长，且存在某一临界动应力，当动应力幅值达到临界动应力值后，应变急剧增长，土体结构发生破坏；围压对泥炭质土动变形的影响最为显著，固结比次之，加载频率最小；固结比对泥炭质土动变形的影响程度依赖于围压，围压越大，固结比的影响越明显；相同循环振级下，泥炭质土的弹性变形随围压和固结比增大而减小，加载频率愈低，土体的弹性变形愈大；随着循环振次的增加和振级水平的提高，泥炭质土刚度逐渐下降，塑性变形产生并累积增长，围压和固结比越大，加载频率越低，泥炭质土的塑性变形越大。

考虑酸性化学溶液和浸泡时间的影响，对砂板岩进行了不同水化学溶液侵蚀作用下的单轴压缩试验。研究了不同水化学环境侵蚀作用对砂板岩试样的相对质量、变形和强度特性的影响规律。监测浸泡过程中溶液的pH值和Ca2+、Mg2+浓度变化。结合扫描电镜试验，探讨了水化学作用下砂板岩的腐蚀机制。结果表明：随着溶液酸性的增强，砂板岩受腐蚀程度逐渐增大；砂板岩的变形特性在水化学作用下表现为受腐蚀软化，并且随着溶液酸性的增强和浸泡时间的延长越发明显；砂板岩的峰值强度在水化学作用下降低，并且浸泡时间越长，强度下降越大；不同水化学环境中水-岩化学作用的类型和程度不同，从而导致岩石微细观结构变化也不相同，中性溶液以岩石内部胶结物质流失为主，酸性溶液中大粒径的矿物集合体也会发生大量溶蚀。

砂衬齿形桩是砂衬与带齿的预应力管桩相结合，形成一种复合承载的桩。以小孔扩张理论为基础，研究桩侧圆孔扩张及桩端球孔扩张作用的影响，分析砂衬齿形桩竖向及侧向承载力的发挥机制。结果表明，桩侧摩阻力增大是由桩-土间摩擦力和桩齿间重塑土体抗剪切力产生的。考虑压桩过程对土体扰动的影响，方程中加入土体扰动修正系数进行修正，并分析桩齿间剪切力在桩承载力中所占比例。用分析计算结果与国家规范、地方标准及现场静载试验结果对比分析，验证了分析计算结果是正确可行的。此研究分析方法对砂衬齿形桩在生产实践中的运用及后续的改进提供了理论分析基础，研究内容具有重要的现实意义。

基于径向固结理论和等应变假设，考虑真空预压过程中真空泵故障、漏气等不利影响以及排水体井阻时空非线性影响， 推导了以排水体中超静孔隙水压uw为函数的3阶拟线性偏微分方程，并将膜下真空度随时间的变化曲线作为边界条件，考虑吹填土的自重固结影响，分别给出了真空预压地基考虑漏气影响且排水体渗透系数随深度线性衰减及时间指数衰减时的固结解析解。最后通过与现有多个固结解的对比分析，认为它们一般为新解的特例，并通过算例计算比较分析，认为井阻随时间影响参数A2对固结度的影响比随深度影响参数A1更敏感。当参数A2足够大时，则认为排水体很快就淤堵以至于不具备排水能力，参数A1则可等效反映真空度随深度的衰减影响，且真空预压过程中漏气对地基固结度具有直接影响，漏气越严重则固结排水越慢，需延长真空预压时间，以保证真空预压效果。

分析深井煤岩试验断口上矿物、结构、构造等的细观特征，追溯围压对其蠕变损伤机制的影响及调节作用，得到了围压分别为0、10和20 MPa的深井煤岩短时分级加载蠕变试验破坏断口的细观构造，分别对应解理断裂-节理裂隙、沿晶界断裂、沿晶界断裂-穿晶断裂。围压为0 MPa的单轴蠕变试验破坏断口，是煤岩受简单应力环境直接作用的结果，因此，其解理断裂和节理裂隙构造清晰、方向明确、内部新鲜且无夹杂。围压为10 MPa三轴蠕变破坏断口的沿晶界断裂间隙较宽、内部不干净、充填碎屑类夹杂，表明较强环向约束下的晶界较易于克服，且矿物结构以晶粒间的切向运动及力矩作用下的晶粒转动方式调整。围压为20 MPa的三轴蠕变试验，环向强约束使得晶界与晶粒的强度难以克服，最终破坏断口上的沿晶界断裂主要呈现弧形转动，穿晶断裂以剪切位移为主要特征，所以沿晶界断裂构造不太干净、内部充填围压先期作用时原生构造闭合后新产生的少量碎屑类夹杂，穿晶断裂间隙极小、新鲜、干净无夹杂。

利用粉末固化剂对天津滨海新区高含水率吹填泥浆进行固化试验，分析了含水率、龄期、固化剂掺量对吹填泥浆固化土强度的影响，基于试验结果确定了满足强度要求且经济合理的固化剂掺量为3%。以养护60 d的泥浆固化土无侧限抗压强度为基准，建立了无侧限抗压强度随水灰比和龄期变化的预测公式。通过三轴蠕变试验，对含水率为160%、养护28 d的泥浆固化土进行了长期特性分析，发现其蠕变特征与结构性软黏土接近，并利用等时曲线确定了其长期强度，在此基础上求得泥浆固化土在长期荷载作用下的抗剪强度指标，为吹填固化土的安全应用提供理论支持。

土-水特征曲线反映了非饱和土三相介质存在状态和相互作用的基本特性，非饱和土的受力状态变化和变形发展必然影响其土-水特性变化。为了揭示复杂应力作用下非饱和原状黄土的土-水特征曲线变化，利用真三轴仪对不同初始吸力的非饱和原状黄土进行了常含水率的等向固结和不同中主应力参数b值的剪切试验，探讨了不同试验条件下非饱和原状黄土的土-水特征，并对相应的土-水特征曲线进行了拟合，得出其拟合函数。研究结果表明：饱和度皆随着净平均应力、b值和净围压的增大而增大；吸力随着饱和度的增大而减小，饱和度较大（Sr0≥43%）时，吸力减小速率越小，饱和度较小（Sr0<43%）时，吸力减小速率越大；饱和度一定时，吸力皆随着净平均应力、b值和净围压的增大而增大；较低净平均应力（p≤300 kPa）时，应力变化对原状黄土等向固结完成后土-水曲线的影响较小，为了工程应用方便，可以归一用幂函数来描述；拟合了可以反映净围压和中主应力共同作用影响的真三轴剪切完成后的土-水特征曲线表达式，与试验结果吻合较好。

水平受荷单桩常用于海上风机基础，该条件下单桩受到巨大的倾覆力矩。通过引入力和弯矩平衡的拉格朗日乘子，将桩身挠曲线泛函极值问题转化为非线性方程组。方程组求解采用牛顿法，以Matlab矩阵运算实现。所提方法适用于任意非线性或分段形式的p-y（水平抗力?水平位移）曲线，计算迅速，可模拟荷载和桩身参数的变化。与试桩资料的对比表明，所提方法计算准确。算例研究表明，加载高度与桩长相仿时，绝大部分桩基变形是由桩顶弯矩导致，水平承载力校核失去意义。通过计算不同设计参数下的桩基变形曲线，研究了海上风机单桩基础的设计问题。研究表明，单桩基础存在明显的有效桩长。设计桩径是由水平位移限值决定的，更小的桩径就能满足规范中的转角限值。

为了研究酸腐蚀作用对桩-土接触面剪切特性的影响，利用大型多功能界面剪切仪，进行了砂土与被硫酸加速腐蚀0、31、93、154 d的混凝土板之间接触面剪切试验，量测了不同腐蚀时间的混凝土与砂土接触面的剪切应力和剪切位移关系。研究结果表明：砂土与硫酸腐蚀混凝土接触面剪切应力与剪切位移符合双曲线模型，接触面剪切破坏符合摩尔-库仑准则。随着腐蚀时间的增加，接触面黏聚力减小，摩擦角、剪切强度以及达到峰值剪切应力所需的剪切位移增大，接触面的破坏趋向于土体自身剪切破坏。取未腐蚀混凝土与砂土接触面达到峰值剪应力时的剪切位移为基准，对该位移对应的不同腐蚀时间下混凝土与砂土接触面的剪切应力进行对比分析，发现腐蚀5个月后的剪切应力要小于未腐蚀时的剪切应力。按双曲线模型对试验测得的接触面剪切应力和剪切位移关系进行了拟合，获得了该模型中的参数，为进一步进行数值模拟提供参考。

用于输水、输气及输油等长大地下管线在地震中易发生破坏，且对灾后紧急救援、能源输送等救灾和重建工作影响极大。对于诱发地下长大管线破坏的因素而言，非一致场地波动是最重要的因素之一，如今这一问题已引发众多研究，但受试验设备限制，少有研究者开展非一致激励下管线响应的试验研究。针对长大地下管线受地震波的影响效应，利用独立控制的双台面大型振动台试验设备研究了三维非一致地震激励作用下地下管线的响应，探讨了管线的加速度、应变以及位移等参数的变化规律。试验结果表明：深埋地下管线的存在对管线周围土体和地表的地震响应影响程度不同；在一致和非一致地震激励下，管线的弯曲应变峰值区别较大；规范设计时弱化甚至忽略管线弯曲应变，这种做法难以解释管线弯折破坏。

三峡水库蓄水运行之后，库水位每年都在 145 m 的防洪水位和 175 m 的蓄水发电水位之间或缓慢或快速地升降变化，岸坡消落带区域岩土体长期处于干湿循环状态，其力学参数的劣化规律将直接影响岸坡的变形稳定。基于此，设计并进行了典型岸坡消落带土体的干湿循环作用试验。结果表明：（1）在干湿循环作用过程中，土体抗剪强度参数劣化幅度非常明显，其中，前4次干湿循环作用导致的抗剪强度参数劣化幅度占总劣化度的75%左右，4次干湿循环作用之后，劣化趋势逐渐趋于平缓；（2）在干湿循环作用下，土样内部的微观裂纹、裂隙反复张开闭合，逐渐发育、汇集，土样由密实状态逐渐变为内部裂纹发育的松散状态，土样内部的损伤是导致其抗剪强度参数逐渐劣化的根本原因；（3）考虑干湿循环作用下消落带土体参数劣化时，岸坡消落带区域局部安全系数劣化趋势明显，总体趋势与消落带土体抗剪强度参数劣化规律一致，而且岸坡消落带区域附近的局部滑动迹象明显，这与现场踏勘所见到的该区域明显发育的裂缝、下挫现象是一致的。研究成果对库水作用下岸坡的长期变形稳定评价具有较大的参考意义，相关分析方法也可以为类似试验提供参考。

盾构地中对接冻结加固过程中形成不规则形状的冻结体，产生的冻胀效应会引起上部地层产生不均匀冻胀变形。为了获得冻结过程中冻胀效应对上部地层变形的影响规律，以上海地区软土地层中盾构地中对接冻结工程为原型，按照相似理论，设计进行了盾构对接位置地层冻结加固的模型试验，获得了如下结论：冻结过程中，冻胀引起上部地层的变形量随着冻结壁厚度的增长而线性增大，当冻结壁发展超过测点位置后，相应位置的地层变形不再变化。冻结产生的冻胀力对上部地层有压缩作用，随着地层内测点埋深的增加，地层变形量和地层平均应变都逐渐增大。当冻胀力超过土层的黏聚力后，上部土层的滑动使地层平均应变不再增加，地层不再被压缩，下部地层的变形会直接传递到上部地层。研究结果表明，影响冻结加固体上部地层变形量的主要因素是冻结壁的厚度，次要因素是地层的埋深。

倾斜荷载是海洋、输变线塔等桩基工程的最主要荷载形式之一。然而现行规范中有关该问题的计算方法相对并不成熟。将桩身划分为自由段和嵌固段，建立桩基单元体的挠曲微分方程；基于群桩p-y曲线法计算水平荷载下群桩承载特性；考虑桩-土相对滑移和竖向力引起的二阶弯矩（ ）效应 ，基于剪切位移法计算竖向荷载下桩-土相互作用；编制相应程序，以迭代法计算获得荷载-位移曲线、桩身弯矩分布规律曲线等。分析验证了所建立的理论计算方法的准确性和可靠性。相关研究成果拓展了工程设计中倾斜荷载作用下桩基承载特性计算方法，为工程设计与计算提供参考依据。

岩石的单轴抗压强度可以通过相对简单且经济的方法直接测试得到，在岩土工程领域应用十分广泛。提出了一种确定岩石各向异性单轴抗压强度的经验公式。通过该经验公式对砂岩、千枚岩、板岩和页岩的各向异性单轴抗压强度数据进行了拟合。采用决定系数R2、相对误差Dp和平均绝对相对误差AAREP这3种统计参数评价经验式的预测能力，结果表明，预测的单轴抗压强度与试验值吻合较好。基于包含274个各向异性单轴抗压强度的数据库，通过统计分析评价了经验公式的预测能力，并与3种常用方法的预测能力进行了对比。统计分析表明，仅有3个方位角（ 分别为0°、30°和90°）的试验数据可用时，提出的经验式也能够很好地预测各向异性单轴抗压强度。

以某实际工程桩为原型，根据相似理论设计并完成了斜坡基桩竖向承载室内模型试验，分析了不同坡度及桩长条件下斜坡基桩屈曲临界荷载，获得了基桩屈曲临界荷载理论计算公式及拟合公式。研究表明：竖向荷载作用下，基桩荷载-位移曲线均无明显拐点，且桩顶沉降、水平位移均随坡度或桩长的增加而增大，斜坡基桩的屈曲失稳破坏模型非常显著。斜坡基桩的屈曲临界荷载值由桩顶沉降和水平变形共同控制，斜坡坡度越大或基桩自由段越长，其屈曲临界荷载及竖向承载折减系数越小，斜坡效应越明显。对比分析表明，由理论公式和拟合公式计算得到的结果与模型试验结果均吻合较好，最大误差尚不足10%，验证了模型试验、计算理论及拟合公式的合理性，其成果可以为实际工程设计提供参考。

道砟即使在低围压下也会产生颗粒破碎，从而改变其原始级配。级配作为道砟的一个重要物理特性，显著地影响着道砟本身物理、力学特性。建立可以反映颗粒破碎引起级配演变的本构模型至关重要。基于Einav的分形破碎指标和土体边界面塑性理论，通过分析道砟三轴试验结果，尝试建立了低围压下可以反映颗粒破碎引起级配演变的道砟边界面本构模型。与试验结果对比发现：模型可以较好地反映道砟在低围压下的应力-应变特性；同时，可以对加载过程中颗粒破碎引起的级配演变进行合理的预测。

在软土地区开展桩基工程建设，桩基水平承载力的确定是一个亟待解决的问题。以Matlock软黏土p-y曲线为基础，提出Matlock p-y曲线的双折线简化模型，进而采用不排水抗剪强度指标su和静力触探锥尖阻力qc对双折线简化模型参数kini、pu进行表征。以无量纲桩土相对刚度系数KR作为刚、柔性桩划分标准，并分别建立了初始切线模量系数KE与KR、水平土抗力系数KC与KR的关系，最后提出了软土地基刚、柔性桩水平承载位移控制标准。结果表明：提出的位移控制标准可以快速确定桩基临界水平承载力，是一种实用、可靠的桩基水平承载判别方法。

为了揭示单侧边载对既有工程桩的不利影响，结合张家港某高速公路枢纽高架桥基桩-立柱偏移事故的工程实例，分析了路基边载作用下软土地基桥梁桩柱的位移特征和受力机制；根据桥梁桩柱沿竖向受力模式的不同，将边载作用下桥梁桩柱划分为自由段、被动受荷段和主动作用段；在此基础上，考虑到地基塑性屈服和上部结构约束边界的影响，基于三参数地基模型，建立了桥梁基桩-立柱受力响应的微分控制方程，并通过矩阵传递法给出了半解析解答。通过对工程实例中2排桩柱水平位移和受力弯矩的验算，验证了计算方法的适用性，并通过算例分析了桩身离散单元长度、被动段深度对计算结果的影响规律，结果可为单侧边载作用下被动桩受力响应的计算分析提供参考。

为了进一步完善典型浅埋煤层长壁开采覆岩运动与控制理论，以神东矿区22616工作面为工程背景，采用试验模拟、理论分析与现场应用相结合的方法，研究典型浅埋煤层长壁开采老顶破断特征及地表砂土层载荷传递效应，提出采场支架合理工作阻力计算方法，并成功应用于工程实践。研究结果表明：浅埋采场老顶滑落失稳瞬间，动载显现剧烈，覆岩台阶下沉明显，砂土柱间的摩擦作用导致地表砂土层载荷存在一定的传递效应，并非以其全部自重作用于基岩老顶。基于这一特性，引入岩柱法修正老顶结构经典力学模型参数，改进浅埋采场来压顶板支护力数学模型。理论计算采场初次来压控顶支架 最大工作阻力为10 506.8 kN/架，周期来压控顶支架最大工作阻力为7 475.26 kN/架，均与现场观测数据较为吻合，采场ZY11000/24/50型液压支架刚好满足控顶要求，保障了工作面安全、高效开采，为典型浅埋煤层长壁开采工作面支架工作阻力确定及选型提供了重要参考。

目前，确定岩体节理大小通常是根据岩体暴露区域的节理迹长进行估算，往往因岩体暴露区域的局限性而影响估算结果。以钻孔内节理特性为研究对象，尝试进行岩体节理大小估算，首先通过钻孔摄像技术获取地质钻孔内节理的倾向和倾角信息，建立所研究深度范围内的节理平面方程，形成钻孔之间节理面的连通判断准则，从而确定节理面的迹线长度，同时构建出节理迹线均值函数，最后根据节理面迹长与大小之间的对应关系，估算出岩体节理的大小，从而形成一种利用钻孔内的节理特性来估算岩体节理大小的方法。将该方法应用于张家湾铁矿的地下采选联合工程，其估算结果准确可靠。

当进行滑坡地震稳定性分析时，一般对滑体取某一固定的加速度，这忽略了地震波的传播过程。滑坡在地震中破坏的根本原因是地震波在岩土体中传播时，在滑体和滑床间形成了加速度差。推导了加速度差的计算公式，以青海省玉树机场路3号滑坡为原型，以玉树机场强震观测台的实测加速度时程为动力输入，采用传递系数法计算滑坡动力稳定系数时程曲线。结果表明，天然状态滑坡的稳定系数为1.269，最小动力稳定性系数为0.962，最小平均稳定系数为1.069。滑坡的整体稳定性较好，不会形成整体失稳，但会有局部变形，与震后实测现象一致。

国内学者对我国沿海各地区软土的压缩指数与物理指标的相关性进行了详细的研究，但针对这些统计关系的整体分析以及与国外研究成果的对比仍然比较缺乏。通过对比国外不同地区的压缩指数与液限（8个）、压缩指数与初始孔隙比（7个）、压缩指数与天然含水率（6个）的关系式，发现压缩指数与天然含水率之间的相关性较好，并给出了一个适用范围更广的统计关系。收集我国沿海多个地区的压缩指数与天然含水率统计关系式以及试验数据，对比发现压缩指数与天然含水率的线性关系整体上可以分为两类：南方地区（深圳、广州）具有较低的斜率，约为0.008，与国外的0.01较为接近；而北方地区（天津、连云港、上海）具有较大斜率，约为0.02。这可能与土的结构性有关。还就土样质量对压缩指数与天然含水率统计关系的影响以及Lambe和Whitman提出压缩比与天然含水率统计关系的适用性进行了评价。

为深入揭示岩体爆破累积损伤效应及其与岩体声学特性之间的内在联系，在某地下工程围岩中进行了10次小药量爆破，并开展了岩体损伤现场声波测试。基于快速傅立叶变换（FFT），探讨了声波在爆破损伤岩体中传播时的衰减特性，分析了声波主频、频域内最大振幅等岩体声学参数随爆破次数不断增加的变化特性，同时探讨了围岩松动圈厚度、声波换能器间距、爆心距等因素的影响。研究结果表明，随爆破次数增加，岩体爆生裂隙不断增加和扩展，声波信号中的高频成分不断被吸收，低频成分所占比例增加，主频向低频方向偏移，频谱曲线畸变程度增加；声波主频比和频域最大振幅比均呈非线性降低趋势，频域最大振幅比对岩体爆破损伤的敏感性高于声波主频比；随爆心距增大，岩体声波频谱变化程度逐渐减弱。声波换能器间距越大，声波主频变化越大，频域内最大振幅衰减变化越显著。研究成果对于丰富和完善岩体爆破累积损伤效应声学研究方法具有一定的参考意义。

非贯通节理岩体的强度特性是大型边坡、隧道等工程安全性的重要影响因素。随着酸雨、河流污染等对岩石环境劣化程度的加剧，考虑环境劣化因素对非贯通节理岩体强度的影响很有必要。采用离散元法，基于已有的胶结接触模型，将岩体因环境作用而劣化等效为岩石试样质量损失不断加剧的过程，最后等效为颗粒和颗粒之间的物质不断溶蚀的过程，由此建立考虑环境劣化的微观接触模型并将其植入离散元软件中，模拟分析了不同环境劣化程度的非贯通节理岩体在不同连通率和不同法向应力下的直剪试验。结果表明：不同环境劣化程度非贯通节理岩体剪切应力-位移曲线趋势一致；随环境劣化程度的加深，节理岩体的破坏形式以拉裂纹为主转变为以剪切裂纹为主；环境劣化使得节理岩体直剪试验起裂应力降低，且环境劣化程度的加深会导致非贯通节理岩体的凝聚力降低及内摩擦角减小，表现为峰值剪切强度降低。

基于黄登引水发电系统区域地应力实测结果及建立的三维数值仿真计算模型，揭示了工程所在区域的三维地应力场分布特征，为地下工程的开挖加固设计提供更加准确的基础资料。分别采用传统多元线性回归方法、人工神经网络方法与考虑地质历史过程的基于逐步回归原理耦合人工神经网络（SLR-ANN）的非线性智能方法获得黄登水电站厂址区域的地应力场，再将地应力的实测值与反演数值解进行对比。结果表明：3种方法下反演所得引水发电系统区域内三维地应力场均与实测结果相一致，表明3种方法较为真实地模拟了整个地下洞室群区域三维地应力场的分布规律及特征。但采用SLR-ANN二次智能反演方法进行地应力反演，模拟效果更加接近监测值，且因减少了反演参数的个数而大幅度地提高了反演效率，可将反演计算结果应用于后续洞室开挖及锚固仿真分析中。

结合有限元强度折减法，用点接触模拟滑面，提出了适用于已知滑裂面的滑坡稳定性分析及滑坡推力计算的数值计算方法。以滑坡体为分析对象，用切向和法向两组弹簧的弹簧力来模拟滑裂面上的剪切力和法向力；结合强度折减法和摩 尔-库仑强度准则对滑面弹簧刚度进行迭代计算，求解得到了满足静力平衡的数值解。该方法避免了极限平衡条分法求解边坡稳定性时需对条间力进行诸多假设的局限，也避免了有限元强度折减法求滑坡推力时需加桩计算的不便及收敛困难等问题。新方法能计算出极限状态下滑坡体上的应力、滑裂面上的边界力和稳定性系数以及给定安全系数下滑坡体上任意截面的滑坡推力大小、作用方向和位置，具有较严格的理论基础，可为实际工程中滑坡的治理提供一定的参考。

考虑桩身的横向惯性效应和桩端土应力扩散效应，进行了成层土桩的纵向振动研究。在桩-土模型中，将桩身等效为 Rayleigh-Love杆，桩端土对桩身的支承作用简化为扩散虚土桩模型，采用平面应变模型来描述桩与桩侧土的相互作用。结合初始条件、边界条件和连续条件，并通过积分变换法和阻抗函数递推法，得到半正弦激振脉冲作用下桩顶的动力响应理论解。建立桩-土系统的有限元模型，进行数值计算。分别利用理论解和数值解分析脉冲宽度、桩径、虚土桩桩长和桩侧土夹层等相关参数对桩顶速度时域曲线的影响，并得出了两种方法的对比结果，互相验证了所建模型的正确性。

采用各种探测手段揭示目标介质内部构造的信息一直是工程界所关心的重要课题。以弹性波在不同介质交界面传递特性为理论基础，明晰冲击映像检测方法的基本原理。采用有限差分数值模拟方法，针对含有低速夹层的水平层状介质模型，获得各工况下响应波形数据，并对其进行振幅大小、主频能量及时频分析，从而揭示当低速夹层介质的物理参数改变时，在模型表面一定位置所接收到的响应波形的振幅、频谱及时频的变化规律，验证冲击映像检测方法有效性和精确性。在数值计算的基础上，将冲击映像法应用于天津滨海海河沉管隧道底板注浆效果检测分析，根据现场采集的实测响应波形数据，通过对响应波形可视化处理、频谱分析及时频分析，比较注浆前、后的弹性波特性变化，实现对沉管隧道底板注浆效果的综合评价，获得了良好的检测效果。