研究库水位反复升降对边坡稳定性的影响具有重要意义，结合水-岩相互作用课题，对不同干湿循环次数作用下的泥质砂岩进行单轴压缩试验和三轴压缩试验。试验结果表明：在干湿循环作用下，泥质砂岩的峰值强度的劣化程度>黏聚力的劣化程度>内摩擦角的劣化程度，随着干湿循环次数增加其力学参数劣化程度加剧，结合岩土塑性力学中广泛应用的Drucker-Prager准则（简称D-P准则），提出了考虑干湿循环作用的不同围压下泥质砂岩的D-P屈服准则，通过修正的D-P屈服函数计算的泥质砂岩不同围压下的理论峰值与试验值的对比，得到两者误差控制在10%以内，考虑干湿循环作用的泥质砂岩的D-P屈服准则在实际应用中是可行的，为工程中获得任意围压下岩石的破坏强度提供了理论依据。

岩体动力参数的取值关系到岩体结构工程动力计算结果是否符合工程实际。鉴于实际动力荷载的频率和幅值都可能在一定范围内变化，设计了综合考虑频率和幅值变化的循环加、卸载试验方案，分析这两种因素对砂岩动应力-应变滞回曲线、动弹性模量、阻尼比和阻尼系数等动力参数的影响。研究结果表明：（1）应力-应变滞回圈的形态与加卸载的频率和幅值有关，频率越大则越饱满，幅值越大则越狭长；（2）循环荷载频率从0.02 Hz增至1.00 Hz，砂岩的阻尼系数逐渐减小，而阻尼比和动弹性模量逐渐增大，比较而言，阻尼比和阻尼系数变化幅度较大，动弹性模量的变化幅度较小；（3）循环荷载应力幅从10 MPa增至35 MPa时，砂岩的阻尼比逐渐减小，阻尼系数变化不大，而动弹模逐渐增大，比较而言，应力幅对动弹性模量的影响较大。研究成果可为岩石动力参数的合理选取提供较好的参考。

通过分析室内模型试验和数值模拟成果发现，随着荷载的不断增加，大桩帽刚性短桩桩帽下地基土体最终发生侧向整体剪切滑移破坏，而下部桩体则发生向下刺入破坏。据此，提出了一种滑块位移法分析桩帽下地基土体的荷载-位移关系，而下部桩体的荷载-位移关系则采用荷载传递法进行分析。然后，基于上、下两部分的位移协调条件，叠加得到大桩帽刚性短桩的荷载-位移关系曲线（P-s曲线）。同时，采用模型试验结果对此方法进行了验证，结果表明，采用此方法得到的P-s曲线与试验结果吻合良好。最后，利用本文计算模型分析了不同的帽桩直径比D/d以及桩长与桩帽直径比L/D对大桩帽刚性短桩承载力的影响，结果表明，在软土地基中宜采用帽桩直径比D/d >2和桩长与桩帽直径比L/D <10的带帽桩。

为建立加载速率影响下煤体不同失稳形式的声发射-电荷判据，以阜新五龙矿某工作面为研究对象，采用物理试验研究方法，开展了不同加载速率下煤体破裂过程声-电荷监测试验，深入研究了加载速率影响的煤体力学性质、破裂规律和煤体破裂过程能量耗散与声发射-电荷信号的对应关系。研究结果表明：加载速率越高，应力调整越提前，煤样单轴抗压强度增加，累积变形能耗散加剧，煤体失稳形式由静载失稳过渡到类动载扰动失稳，煤体失稳破坏的动力特征明显，压缩型冲击地压动力灾害发生几率增大；不同加载速率下煤岩破裂过程产生的声-电荷信号变化与煤岩受载的应力突变具有较好的一致性；对所用煤样的声发射-电荷信号进行量化分析，初步提出了判定煤体失稳形式的声-电荷复合判定依据，在不同矿区、不同工作面上，可依据监测获得的声-电荷现场数据辅以采动应力场的变化情况，对采动过速诱发的煤体压缩型冲击地压的发生几率进行预测和预警。

接缝和注浆孔是运营隧道渗漏水的主要通道，渗漏水引起孔隙水压力下降，引发隧道和地层的附加沉降。为了控制隧道渗漏水，工程上经常采用注浆进行处理，而作为控制隧道沉降的同步注浆和二次注浆也认为是盾构隧道防水的第1道防线。然而，目前注浆对隧道渗漏水的影响规律和机制不明确，为研究注浆对隧道渗漏水的影响，首先通过室内试验得到不同类型注浆体的渗透特性，试验发现无论惰性浆液还是可硬性浆液，其渗透特性在凝固初期都随时间和固结压力逐渐减小，最终，惰性浆液的渗透系数大于可硬性浆液，因此，可硬性浆液对隧道渗漏水有一定的控制效果；提出了隧道渗漏引发的土体孔隙水压力变化计算方法，该方法能综合考虑土体-注浆层-管片的共同作用；揭示了注浆对隧道渗漏水的影响规律，注浆对渗漏水的影响取决于注浆体和管片的相对渗透系数；提出了能够反映注浆体和管片对孔隙水压力变化影响的评价指标。研究发现，注浆能减小隧道渗漏引起的地层孔隙水压力的下降，但其影响程度受到隧道管片与土体相对渗透系数的影响。

保持经典弹塑性本构模型切面算法简单高效的框架，并将其进行扩展，使之适用于边界面类模型的隐式数值计算；通过在算法中引入了确定最大容许步长概念，提出了基于自适应子步迭代的改进切面算法。以一个新改进的结构性黏土边界面模型为例，应用切面算法对其进行了数值实现，并对上海黏土室内试验进行了模拟，验证了切面算法的有效性。然后，通过应用上海黏土参数对在不同固结度下的不排水三轴剪切试验、不排水单剪试验以及不排水三轴循环加载试验和一维压缩试验进行数值计算，初步确定了切面算法的最大容许步长。最后，应用改进切面算法模拟了大步长情况下的不排水单剪试验，验证了所提出的改进算法的计算精度和稳定性。

针对南京饱和细砂液化后特大变形条件下（双幅剪应变接近100%）应力-应变关系特征，分析了有效围压和初始静剪应力比等因素对南京饱和细砂初始液化后特大变形条件下应力-应变关系曲线的影响规律，即在液化后多次循环加载条件下零有效应力阶段、剪胀阶段和反向卸载阶段的剪切模量随单向流动累积变形的衰减特征。结果表明：有效围压、初始静剪应力和循环加载幅值对南京饱和细砂初始液化后特大变形条件下应力-应变关系曲线在零有效应力阶段和剪胀阶段的剪切模量大小及其衰减特征的影响不明显，而对反向卸载阶段的剪切模量大小和衰减特征的影响相对较大。随着有效围压和加载幅值分别增大，南京饱和细砂初始液化后特大变形条件下应力-应变关系曲线反向卸载阶段剪切模量都有明显增大的趋势，同时其剪切模量随后续循环加载次数的衰减速度也变快。但随着初始剪应力的增大，该阶段剪切模量随后续循环加载次数的衰减速度有减慢的趋势。同时，基于试验结果，给出了南京饱和细砂初始液化后特大变形条件下应力-应变关系曲线在不同阶段的剪切模量与单向流动累积变形有关的衰减函数及其拟合参数确定方法。

针对上海某桩基施工现场产生的工程废弃泥浆，将传统的固化剂生石灰作为添加药剂，在静置沉降阶段测试了不同添加量时浑液面沉降随时间的变化；对于静置沉降后不同添加量的泥浆絮体进行了真空预压试验，研究了真空预压过程中的排水量变化特性及试验结束后模型箱内的颗粒分布特性，采用MIP试验研究了真空预压前、后不同位置处孔隙的分布变化规律；基于SEM试验解释了生石灰在废浆处理中的水化作用。研究结果表明：（1）加入生石灰不仅能加快静置沉降阶段浑液面的沉降速率，而且由于生石灰水化物结晶体能将土颗粒联接起来，形成体积较大、结构松散、可以起到骨架作用的土团粒，后期的增渗作用十分明显；（2）在0.2%、0.5%、0.8%生石灰的3种添加量中，掺量为0.5%时，静置沉降和真空预压阶段泥面沉降速度均为最快；（3）经药剂真空预压法处理后，废浆中的孔隙孔径由处理前的3 184～11 308 nm为主减小至681～3 244 nm为主，孔隙总量减小约60%～79%。

针对岩石、混凝土类准脆性材料的断裂过程模拟，发展了基于黏聚裂纹模型的虚节点扩展有限元法，并给出了该法的数值原理和控制方程。通过三点弯曲梁拉伸断裂、单边缺口试件Ⅰ-Ⅱ复合型断裂和Nooru-Mohammed试验多裂纹断裂等典型算例，并与已有解或试验结果对比，表明该法适合于模拟准脆性材料由张开型裂纹支配的断裂过程。相对于节点分离有限元法，该法无需预设开裂路径；相对于塑性损伤有限元法，该法能够可靠模拟多裂纹曲线扩展；相对于标准扩展有限元法，该法无需引入裂尖单元，避免了应力强度因子的计算；相对于高阶富集扩展有限元法，该法具有良好的适用性，便于得到收敛的计算结果。此外，基于单元的位移场描述使其更易于嵌入常用有限元软件，从而利用后者良好的非线性计算功能求解复杂问题。

进行垂直和水平动荷载下的大型振动台模型试验，研究地震作用下多年冻土缓倾角土层斜坡的地震响应、诱发滑坡破坏的主要影响因素及滑坡破坏的演化过程。结果表明，在土层坡度为8°缓斜坡振动台模型试验条件下，斜坡模型破坏后其水平方向自振频率降低较明显，而垂直方向无明显变化；坡体滑动是整体沿着冰-土界面软弱层进行的失稳滑动，沿斜面滑下的斜坡土体内部没有发生破坏；模型斜坡的峰值加速度（PGA）放大系数随着坡体高程增加而增大，破坏前坡面PGA放大系数无明显变化，破坏时和破坏后变化较明显，斜坡土体对水平方向地震波的加速度动力放大响应大于垂直方向，冰-土界面软弱层的加速度放大系数明显小于上部土体和下部冰体，在加速度达到一定数值时，冰-土界面的孔隙水压力会升高。斜坡冰-土软弱界面和超孔隙水压力升高是地震荷载下多年冻土区缓倾角土层斜坡滑动的主要内因。

为研究含瓦斯砂岩卸荷破坏过程中的变形及渗流规律，采用自主研发的含瓦斯煤热-流-固耦合渗流伺服试验系统，开展了不同围压和相同瓦斯压力条件下的卸围压渗流试验，建立了基于应变指标的瓦斯渗流模型。得出的主要结论有：（1）含瓦斯砂岩破坏表现出明显的脆性特征，峰值应力点后瞬间，应力、应变及流量均出现突跳；（2）应力-应变及渗透率变化呈现明显的阶段性特征：孔隙、微裂隙压密及弹性变形阶段（I、II阶段），砂岩渗透性为0；卸荷屈服阶段（III阶段），产生新的损伤，渗透性小幅增加；卸荷破坏应力跌落阶段（IV阶段），应力突降，应变陡增，裂隙贯通后渗透性陡增，是渗透性主导阶段；破坏后阶段（V），应力、应变及流量变化均趋于稳定；（3）含瓦斯砂岩破坏阶段，受气体压力和泊松效应影响，使径向应变和体积应变远大于轴向应变；（4）含层理砂岩卸荷破坏形式以产生沿层理面方向的张剪混合裂缝为主。基于Kozeny-Carman方程和裂隙流理论，建立了应变相关渗透率模型，揭示了含瓦斯砂岩损伤破坏渗流机制，对研究瓦斯突出、及在破断岩体中的运移规律及抽采孔优化设计等具有借鉴意义。

黄土是具有特殊结构性的土，目前对其结构性影响因素的研究大多处于单因素定性分析阶段。构度指标反映的是黄土的初始结构性。为研究物理指标对初始结构性的综合影响，首先，对西安、兰州两地原状及重塑的黄土试样开展了不同含水率下的无侧限抗压强度试验，得到了相应黄土的构度。分析得出：构度随含水率、干密度、最小密度比、塑性指数、液性指数的增大均呈减小的趋势，除此之外，还与黄土的形成时代及其分布地区有关。其次，根据以上结论，用基本物理指标构造了一个综合物理量，进一步分析了构度与综合物理指标的关系，得出了区分地区、区分地质时代的由综合物理量直接定量计算构度指标的经验公式。最后，通过对西安另一场地的黄土进行试验得出的构度指标与运用本经验公式计算所得的构度值的对比，初步验证了其合理性、适用性。经验公式为以后通过简单易测的物理指标定量计算构度提供了一种方法。

数值模拟是研究浆液在岩体裂隙中扩散规律的重要途径之一。对浆液运动界面进行准确地追踪，是建立浆液流动扩散仿真分析方法需要解决的一个关键问题。以自膨胀浆液在平板裂隙中流动扩散过程为对象，考虑浆液扩散过程中两相流特征，引入VOF函数描述两相介质分布，采用基于几何学原理的Youngs方法求解VOF方程，以实现对浆液移动界面的追踪。利用已知密度随时间变化规律的自膨胀浆液在平板裂隙中自由扩散算例对该方法进行测试，结果表明，不同时刻求解得到的浆液移动界面位置和轮廓与解析解吻合较好，显示了较高的计算精度和良好的界面追踪效果，为开发自膨胀浆液流动扩散仿真程序奠定了基础。

浆液的流动性对于浆液的扩散与运移具有重要的影响。通过开展黏度时变性注浆材料流动性正交试验，并选择不同可泵时间黏度时变性浆液进行流动度测试，分析了水灰比、外掺剂对浆液流动性能的影响规律，揭示了黏度时变性浆液流动度时间变化特征，从外掺剂对浆液水化硬化影响基础上，对浆液的流动变化机制性进行了探讨，并以碎裂岩体注浆为例，研究浆液流动性在注浆中的应用。研究结果表明：对于浆液的流动度的影响，随着水灰比、助剂1#、助剂2#、助剂3#量的增加，浆液的流动度增加，水灰比是影响流动度的最大的因素，其次为助剂2#、助剂3#、助剂1#；对于浆液黏度的影响主次关系为助剂3#、助剂1#、水灰比、助剂2#；浆液流动度的变化具有缓慢期、快速期、稳定期3阶段特征，浆液临近可泵时间时，浆液流动度变化具有显著的突变性。碎裂岩体注浆应用结果表明：运用浆液的黏度时变特性进行注浆，减少了普通水泥浆待凝、复灌所带来的工时延长，缩短了注浆时间，节省注浆材料。

路堑边坡在设计、施工和运营过程中边坡灾害、承灾对象及其成灾模式有较大的不同，将面对不同的风险事件及可能性，需要开展差异化的风险评估和全寿命周期的风险调控。提出一个基于霍尔三维结构的路堑边坡系统分析模型和路堑边坡全寿命周期风险评估及管理的技术框架，在边坡规划设计、施工建造和运营服务这3个典型的工程寿命周期内，阐明风险分析中范围界定、数据采集和信息编目的工作要点，危险性分析中破坏概率的不同定义与分析方法，危害后果分析中承灾体识别、灾害到达承灾体的概率、承灾体的时空概率和易损性等关键指标的定义与确定思路，以及各阶段风险定性与定量估算的适用方法；分别论述在上述3阶段开展边坡风险评价与效益分析、风险调控方案比选及控制规划、风险调控对策实施及监测、校核与修正的技术流程与实施要点；并讨论了风险容许标准的确定原则和提高风险评估精度及可靠性的思路。研究成果初步规范了路堑边坡全寿命周期风险评估及管理的工作流程和技术方案，希望能抛砖引玉，并在实践中逐步发展和完善。

为了改进现有锚索抗滑桩计算中存在的不足，将传递矩阵算法应用于锚索抗滑桩结构内力计算。推导了适合抗滑桩计算的场矩阵和点矩阵，能够完成普通抗滑桩、桩顶作用集中荷载以及桩身有多个受力分段的抗滑桩内力计算，再结合具体的不同点矩阵形式，可以完成预应力锚索抗滑桩内力计算。根据预应力锚索抗滑桩的工作原理，给出了不同受力阶段的传递矩阵计算式。最后，通过具体的计算实例对预应力锚索抗滑桩不同受力阶段的内力和位移进行了计算分析，结果表明，在锚索预应力作用下，受荷段出现较大的剪力和弯矩，位移较小；进入变形协调阶段后，滑面处和锚固段的剪力明显增加，锚固段出现较大弯矩，桩顶出现向前的位移。

为了更好地描述岩石材料在多种复杂应力作用下的强度状态，在已提出的双 强度理论基础上，建立了一种新的非线性三参数强度准则。通过与Westerly花岗岩等5种岩石材料试验数据的比较，对准则在?1=?2>?3，?1>?2=?3，?3=0、?1>0、?2>0，?3>0和 5种复杂应力状态下的合理性和适用性进行了讨论。研究表明：待定系数A、B、C可通过简单的试验确定且具有明确的物理意义；不同岩石材料的极限应力比 和 对应不同的强度理论；非线性三参数强度准则的 平面迹线介于单剪强度理论和Mises准则、双剪强度理论之间，符合各向同性材料屈服面三轴对称和外凸的公设；理论预测曲线可反映岩石材料中主应力效应的区间性与静水压力效应，并与多种岩石材料在复杂应力状态下的强度变化趋势基本吻合。

以中国锦屏地下实验室工程T2b大理岩为研究对象，开展了等向压缩 试验及不同围压下的三轴偏压 加载试验，分析讨论了大理岩等向压缩体积变形特点、围压对峰后变形行为及峰前渐进性变形破坏过程的影响。试验结果表明：大理岩的等向压缩体积变形在不同围压范围内经历了一个线性-非线性-线性的变化过程。等向压缩体变曲线上存在一个拐点（敏感应力），该点的围压能在一定程度上反映其应力历史。偏压加载时峰后变形表现为脆性-半脆性-延性转化特征，峰值强度随围压变化与等向压缩体变曲线斜率发生变化的转换围压是一致的。围压对渐进性破坏过程各个阶段均会产生一定影响，除偏差闭合应力阈值外，其余各特征偏应力阈值均随围压近似呈线性增加关系。在等向压缩和偏压加载时出现了2次裂隙闭合过程。试验成果对进一步研究硬岩的变形破坏机制、防治深部地下工程灾害具有一定参考价值。

为探究高压条件下正融土与结构接触面剪切力学特性，利用改进的DRS-1高压直剪试验系统开展了正融土-结构面直剪试验研究。结果表明，高压正融土-结构接触面剪切强度受法向压力和解冻程度等因素影响显著，接触面峰值剪切强度和残余剪切强度均随法向应力的增加而增大，其中峰值剪切强度变化速率与解冻温度相关性较小（介于0.36～0.46，平均值为0.43），而残余剪切强度变化速率随解冻温度升高增大明显（试验条件下解冻温度 10、?5 ℃，平均斜率为0.26； 2、+0～3 ℃，平均斜率为0.49）。高应力下接触面峰值剪切强度随法向应力的增大速率约为低应力水平下的2/5，高、低应力水平的分界应力范围为1～3 MPa。接触面剪切应力-位移关系曲线形态随解冻温度升高由具有明显剪切应力峰值点的应变软化特征转变过渡至应变硬化特征，且解冻温度较低时归一化接触面峰值剪切强度也逐渐降低，而随着解冻温度的进一步升高，归一化峰值剪切强度不同法向应力结果之间差异减小，有汇聚的现象。

降雨入渗可引起坡体前端推力发生显著改变，影响土坡的稳定和安全。利用构建好的降雨模拟和监测系统，对降雨诱发非饱和残积土坡失稳过程进行全方位、多参量的实时监测，着重分析不同位置、坡度、密实度和不同降雨条件下坡体前端推力的时变规律。结果表明：边坡上部土体含水率、吸力、坡体变形和下滑推力变化幅度较大，速度较快，而下部土体变化幅度较小，速度较慢；坡体前端推力变化可分为缓慢增加、加速上升和雨后衰减3个阶段，降雨过程中陡坡和高密实度边坡反映较为强烈，下滑推力峰值大于缓坡和低密实度边坡；降雨作用下新边坡坡体应力状态变化明显，较易失稳，而老边坡则相对比较稳定；高密实度和陡坡坡体内部的高应力区域在二次或多次降雨后可完全释放，边坡具有高水平的雨后剩余下滑力和更显著的土体软化效应。研究成果对进一步揭示闽东南地区降雨入渗对非饱和土坡的影响机制及对非饱和土强度与稳定性的弱化作用具有重要的理论及实际意义。

某一特定岩土场地的试验数据、监测资料和观测信息等通常十分有限，然而贝叶斯方法却可充分利用有限的场地信息克服试验数据样本量较小的不足。为有效估计有限样本条件下参数统计特征，提出了基于结构可靠度方法和贝叶斯更新（BUS）的边坡可靠度更新方法，通过融入直剪试验数据更新无限长边坡可靠度验证了提出方法的有效性，并系统探讨了岩土体参数先验信息如试验样本量、概率分布和似然函数模型对边坡可靠度更新的影响规律。结果表明：BUS方法能够考虑岩土体参数概率分布和似然函数模型的影响，融入有限的场地信息准确地估计参数统计特征和更新边坡可靠度，为解决有限样本条件下边坡可靠度更新问题提供了一条有效的途径。土体参数概率分布对边坡可靠度更新结果（参数后验均值、标准差以及更新的失效概率）具有重要的影响，基于常用的正态和对数正态分布的边坡可靠度更新结果偏于保守，相比之下，似然函数模型对边坡可靠度更新结果的影响相对较小。此外，岩土体参数不确定性和更新的边坡失效概率均随着试验样本量的增大而减小，但当样本量增大到一定程度时它们的变化不大。

土体的物理力学指标具有地域特征，不同地质成因下土体的工程性质差异较大。基于大连离岸式人工岛工程地质勘察资料，根据不同的地质成因，将地基土体沿深度方向划分为海相沉积层、海陆交互沉积层与陆相沉积层3个独立的统计单元体。结合数理统计方法，应用SPSS软件对3个单元体土体的物理力学指标进行了统计与回归分析，并采用偏斜度、峰值法对土体指标的正态分布特征进行了假设检验。在正态分布的基础上，运用Bayes方法对土体抗剪强度指标进行了优化。研究结果表明：3个统计单元体土体物理力学性质差异较大，不同单元体下的土体指标呈现出不同的分布特征。经过Bayes优化后土体指标的标准差与变异系数明显减小，实现了对变量的时变预测。

裂隙是影响工程岩体稳定的重要因素，而平行双裂隙是一种重要的裂隙分布形式，基于已有的研究成果，开展一系列平行双裂隙类岩石三轴压缩试验，研究裂隙产状对平行双裂隙岩体力学性质和破坏形态的影响。试验结果表明：平行双裂隙岩体强度、弹性模量和泊松比受迹长和迹长比共同影响，受裂隙间距影响较小，随倾角增大，先减小后增大；倾角75%），迹长比较小时（迹长比<1），破坏形态取决于长裂隙；迹长介于两者之间时（贯通率25%～75%），迹长比接近1时，受两条裂隙共同影响。

为了研究干湿循环作用下粉质黏土强度及变形特性的变化规律，以取自三峡库区某边坡的原状粉质黏土为研究对象，通过干湿循环和三轴剪切试验，对不同荷载条件下，经历不同干湿循环次数的粉质黏土的强度和变形进行了研究。结果表明：随着干湿循环次数的增加，强度峰值、有效黏聚力和割线模量都逐渐降低，且先快后慢；而有效内摩擦角保持稳定。干湿循环对原状粉质黏土强度和变形特性的劣化是因为裂隙的开展破坏了土体的结构。荷载约束了干湿循环时裂隙开展，从而抑制了干湿循环的劣化作用，荷载越大，抑制能力越强。最后，通过拟合试验数据，对干湿循环作用下的原状粉质黏土的摩尔-库仑强度准则表达式进行了修正。

在小应变水平下土体的刚度特性明显不同于常规试验得到的土体刚度，正确评价土体的小应变特性对于基坑、隧道等地下工程的变形分析具有重要作用。采用装有霍尔效应局部应变传感器的三轴试验和配有弯曲元的共振柱试验，研究上海典型天然黏性土的小应变特性。研究表明，随着土体深度的增加，土体剪切模量增大；第②～⑤层的小应变刚度衰减规律基本一致，第⑥层土因其明显的超固结特性，其刚度衰减速率明显大于其他土层；共振柱试验给出了各层土样的初始剪切模量以及归一化剪切模量比与剪应变的关系；三轴和共振柱试验均揭示了上海典型黏性土的剪切模量在小应变范围内随剪应变增加呈非线性衰减的规律。

无纺织物反滤排水应用常处于不等轴双向受拉状态，拉应变引起无纺织物孔径变化，易导致反滤性能失效。基于现有两种体系的无纺织物孔径参数理论解，推导不等轴双向拉应变状态下无纺织物的等效孔径理论解 、及孔径分布曲线变化理论解PSDbi。采用前人等轴双向拉伸孔径试验数据，对比两种理论解对该试验的计算结果，并试算不等轴拉应变下两种理论解的预测结果。研究结果表明，PSDbi理论解能预测等轴双向拉应变下孔径分布曲线的变化，不等轴双向拉应变下PSDbi理论解的预测结果取决于方向参数Ka及应变值的大小。对等轴双向拉应变下O95变化斜率的预测， 理论解较准确，PSDbi理论解计算结果偏大。 理论解对于较厚无纺织物的O95数值预测较为准确，对较薄织物预测结果偏小。以上误差与单向拉应变下两类体系公式的误差规律一致，该误差与模型的理论基础相关。

Van Genuchten模型经常用于拟合土-水特征曲线，但拟合参数 、 之间的不同关系以及是否加入最大基质吸力点（106 kPa，0）会对Van Genuchten模型的拟合参数造成极大的不确定性。为此，考虑 3种取值（ 不受限制、 、 ）以及数据中是否含有最大基质吸力点（106 kPa，0），探讨各工况3个拟合参数 、 、 之间的关系，同时选用各工况的拟合参数，求解基质吸力为106 kPa时的饱和度，分析各工况下该点处饱和度的相互联系。结果表明：当 受到限制时，加入最大基质吸力点减小了各拟合参数的离散程度和区间范围；而 未受限制时，加入最大基质吸力点减小了 的离散程度和区间范围，但增大了 、 的离散程度和区间范围。在各约束条件下拟合参数 与未受约束时的 呈线性关系；而对于 则不存在这类关系；对于在不同工况下最大基质吸力点处的饱和度，其值与 未受约束时最大基质吸力点处的饱和度呈线性关系。

针对卸载条件下的孔隙水压力（简称孔压）响应问题，通过一维加载压缩和卸载回弹试验，研究了不同卸载量和卸载速率对孔压变化的作用影响，并基于Terzaghi一维固结理论建立了线性加载和卸载条件下孔压响应的预测方法，结合固结?渗透联合试验测定的压缩和回弹条件下的固结系数，评估了该类预测方法对于卸载条件下孔压响应预测的适用性。结果表明，卸载产生的负超孔压随着卸载量和卸载速率的增加而增加，在卸载初期，超孔压减小速率较快，之后则以近似恒定的速率减小，而基于Terzaghi一维固结理论建立的孔压预测方法并不完全适用于分析卸载过程中的这类孔压响应特性。

基于砂土细观组构描述理论，定义了新的正交各向异性幅值参量，用Toyoura砂细观试验做验证分析。非球形颗粒随机空间排列自然形成了砂土的正交各向异性，用两个独立变化的角度定量描述颗粒长轴在3个正交面上的方向分量，基于非球形颗粒随机排列的组构描述理论，分别定义了3个正交面上各向异性幅值参量的表达式。该表达式用数学概率统计的方法, 将颗粒的离散特性转化为组构在平面上的可测参量，随着细观颗粒几何、物理特性的变化，3个表达式可以用于描述材料的各向同性、横观各向同性和正交各向异性。Toyoura砂细观试验分析表明，3个幅值参量能较好地反映3个正交面上幅值参量的变化规律，可为砂土细观组构的定量检测提供更为灵活的方法，而且3个各向异性都具有清晰物理意义。

利用DDS-70型动三轴仪开展了昆明盆地泥炭质土的动力学参数试验研究，分析了不同围压、固结比、振动频率对泥炭质土的最大剪切模量Gmax、动剪切模量Gd、剪切模量比Gd/Gmax及阻尼比 的影响规律。试验结果表明：泥炭质土的Gmax随围压和固结比呈线性增大。随着剪应变 的增大，泥炭质土的Gd减小， 增大，当剪应变较小时，变化幅度较小，剪应变增大到一定程度后，变化速率加快。相同剪应变下，Gd随着围压和固结比的增大而提高。不同围压、固结比及振动频率下的Gd/Gmax变化较小。围压、振动频率对λ的影响较为明显，而固结比对 的影响没有明显的倾向性。根据试验结果，建立了考虑围压和固结比影响的Gmax回归方程，采用Davidenkov模型及依据阻尼比与剪应变的经验关系，得到了泥炭质土的动剪切模量比及阻尼比模型，拟合结果显示，建立的模型能较好地描述泥炭质土的模量阻尼比随剪应变的变化规律。进一步对比分析了不同地区泥炭质土以及不同土类的模量阻尼比特性的差异性。

为了研究地表塌陷区回填体破坏过程中的孔隙结构演化规律，利用医用X-Ray CT及小型加载装置开展了废石/尾砂混合回填体实时单轴压缩扫描试验，重构了不同应力状态下回填体的多组分结构模型。试验结果表明：随应力值增大，回填体孔隙率增加，应力超过峰值应力80%后，孔隙率陡增，孔隙主要以X型共轭面分布；回填体孔隙率随含石量增加而增大；回填体细观结构演化过程可划分孔洞持续压密、孔洞先压密后扩容、孔洞持续扩容、相邻微裂隙的贯通、不均质区的孔隙扩展6种模式；回填体在峰值应力80%以前，CT数、孔隙率变化幅度小，回填体中并未出现显著的贯穿性裂缝，主要以原生孔隙的压缩与扩容、次生孔隙的萌生与扩展两种状态为主；应力超过峰值应力80%后，CT数急剧降低，孔隙率陡增，回填体中的原生、次生孔隙结构逐渐贯通，形成贯穿性裂缝，回填体破坏。

利用集集地震静力触探试验（CPT）数据，对基于CPT测试的Robertson 液化判别方法和Olsen方法进行了检验，两个方法对液化点判别成功率分别为82.61%和80.43%，对非液化点判别成功率分别为31.82%和44.32%。CPT液化判别方法对液化点判别基本可靠，但对非液化点判别准确性较差。对集集地震标准贯入试验（SPT）数据，美国地震工程研究中心（NCEER）推荐的SPT液化判别方法对液化点和非液化点判别成功率分别达到92.41%和94.35%。SPT方法判别成功率非常高，整体准确性远高于CPT方法。另一方面，CPT的土分类图可以同时反映土的种类与强度，甚至可以对集集地震液化土与非液化土进行区分。对于细粒土的液化初判，CPT土分类图也优于SPT方法中的黏粒含量指标。因此，土分类图是CPT的优势所在。

针对降雨型滑坡位移量预测参数失稳判据的局限和不足，并根据滑坡全息论的基本原理，提出和确定了滑坡垂直位移方向率预测参数，且指出该参数是边坡稳定性演化分析与评价的一个有效位移动力参数，具有位移量或位移速率不可替代的评价和预测作用。同时，系统分析了降雨型滑坡位移与地下水位变化规律及其相互作用关系，对该类边坡稳定性的不同演化阶段的表层垂直位移方向率形成机制与变化规律进行了弹塑性力学分析与评价，分别确定了边坡压缩稳定变形阶段和塑性失稳变形阶段的表层垂直位移方向率与其稳定性演化的定量关系，并依此运用数理统计均方差基本原理，建立了该类滑坡垂直位移方向率的整体失稳监测预警判据。最后运用新滩滑坡A3、B3监测点垂直位移方向率对该滑坡稳定性演化过程与失稳规律进行了后验分析与评价，其分析预测结果与边坡实际变形失稳规律基本相吻合，表明该参数在该类滑坡预测预报与监测预警中具有一定的有效性与实用性。

三峡库区滑坡地表位移-时间曲线多呈台阶型特征。基于位移响应成分模型的滑坡位移预测方法是该类滑坡位移预测的主要方法之一。针对目前水库滑坡波动项位移预测工作中尚未考虑主要诱发因素的高频成分与低频成分的问题，提出了基于时间序列集合经验模态分解（EEMD）与重构的粒子群优化-支持向量机回归（PSO-SVR）位移预测方法。以白水河滑坡2003年7月至2013年3月117个地表位移数据为例，采用EEMD法将位移时间序列分解为趋势项位移和波动项位移，该趋势项位移用最小二乘法的二次多项式拟合预测；根据EEMD和t检验法，确定高频降雨量、低频降雨量、高频库水位和低频库水位，结合其他常用因素，采用灰色关联分析确定白水河滑坡影响波动项位移的优势因素为高频降雨量和月间库水位变化，基于优势因素建立PSO-SVR模型预测波动项位移。结果表明，总预测值的平均相对误差为0.009 8，方差比为0.023 9，小误差概率为1，预测效果较好。利用该方法对三峡库区其他5个台阶型滑坡进行了预测，预测位移与实测位移较吻合，进一步证明了该方法的有效性，对同类滑坡的预测预报具有一定的借鉴意义。

前人根据滑坡的变形监测曲线，分别提出了以位移速率、位移切线角、改进切线角等参数作为滑坡预警判据的方法，但因滑坡个性特征差异明显，采用统一固定判据是不充分的。在改进切线角和岩土体材料蠕变强度特征点的基础上，提出了T-t曲线转换的适用范围。以西原模型为基础，研究了蠕变参数在等速变形阶段发展至恒定值或稳定值，等速变形速率可看作滑坡蠕变过程中各参数的综合外在表现，与临滑切线角存在相关性，并呈反比关系。通过对16个典型蠕变滑坡进行阶段划分和T-t曲线转换，获得滑坡等速变形速率和临滑切线角，并建立两者之间关系，相关系数较高，同时结合未破坏滑坡变形过程的最大切线角，以下限作为滑坡预警判据，保证了预测预报的可靠度。

引入基于Caputo 分数导数的弹壶元件修正Kelvin模型，以描述饱和黏土的一维流变本构关系。沿用Terzaghi饱和土一维固结理论的假设推导流变固结方程，引入Laplace变换和基于Fourier级数展开的Laplace数值逆变换解法进行数值求解。通过与基于整数阶导数模型解析解的对比，证明数值解法的有效性。通过对文献中一维流变固结试验结果的模拟，验证修正Kelvin模型的适用性。然后分析弹壶元件中分数导数阶数和黏滞系数对地基流变固结进程的影响。计算结果表明，在固结开始相当长的一段时间内，孔隙水压的整体消散速度要快于Terzaghi一维固结理论，但在固结后期则会慢于后者；而且在整个固结过程中，地基沉降速率都要慢于后者。总体来看，地基沉降滞后于孔压消散，并且分数导数阶数越小或黏滞系数越大，这种现象就越明显，而且沉降稳定需要的时间越长。

运用不同的有限元分析软件（RFPA2D、ABAQUS）模拟研究隧道周边裂纹对直墙拱形隧道围岩稳定性的影响。裂纹分布在隧道拱底、边墙、拱肩、拱顶等部位，将两种数值模拟方法进行对比分析，研究隧道周边裂纹的起裂、扩展机制及隧道围岩在围压载荷作用下的破坏形式。为了验证数值模拟结果，采用水泥砂浆制作隧道模型进行模型试验并与数值模拟结果进行对比分析，其数值分析与模型试验结果较为一致。结果表明，隧道墙脚处的裂纹是隧道围岩破坏的较弱位置；隧道拱顶圆弧位置处的裂纹与隧道拱顶圆弧圆心成45°夹角时，隧道模型的抗压强度最低，稳定性最差；隧道在围压作用下，破坏形式主要是拱底、拱顶的拉伸破坏和边墙、裂纹尖端的压剪破坏。

采用结构面切割多面体再合并的方法可以实现有限结构面间的块体识别，但切割的对象必须为凸体，而实际工程中的岩体模型并不局限于凸体。为了解决这一问题，提出一种凹体凸化方法，用于将凹体模型分解为凸体子区。首先，通过面单元法建立岩体模型，并设置可包裹模型的长方体；其次，以平面对凸多面体的切割算法为基础，利用面单元所在平面将所设置的长方体切割为若干子区；最后，通过判断子区与原模型的位置关系而实现凸化，并对凸化过程中的关键算法进行说明。针对切割过程中结构面与多面体的接触性判断问题，给出了从粗略到精确的判断方法，有效地减少了计算量。结合两个具有代表性的算例，给出所提块体识别方法的过程和结果，结果显示，所识别出的块体形态及数量不受限制，从而证明了本方法用于凹体模型的适用性与有效性。