为了提高我国南海钙质砂地基的抗液化性能，提出利用微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术联合纤维加筋技术对钙质砂进行改性处理。通过开展动三轴试验，对比分析了改性前后钙质砂试样的动应变、动孔压、应力−应变滞回曲线以及动弹性模量的发展规律和演化特征，并结合扫描电镜（SEM）试验探究了MICP和纤维加筋技术对钙质砂的联合改性机制。研究结果表明：（1）MICP技术可以明显改善钙质砂试样的抗变形与抗液化性能，相比于未胶结处理试样，仅MICP处理试样的动应变和动孔压分别降低了95.74% 和 92.46%；（2）纤维的掺入进一步提升了MICP的改性效果，相比于仅MICP处理试样，MICP和纤维加筋联合处理试样的动应变和动孔压分别降低了 74.32%和 74.18%；（3）MICP 和纤维加筋技术通过减轻试样在循环荷载作用下的循环活动强度和能量耗散、提高试样的动弹性模量和减小动弹性模量的衰减速率，从而实现试样抗变形与抗液化性能的显著提高；（4）SEM 试验分析结果表明，MICP 与纤维对钙质砂动力特性的改善具有协同作用。纤维的掺入为细菌提供了更多的附着场所，促进了碳酸钙晶体的生成量，该部分碳酸钙不仅增加了颗粒间的胶结强度，同时也将纤维固定在砂颗粒上增强了纤维网的约束作用。

为深入探究两淮矿区典型砂质泥岩劈裂注浆起裂机制，研制了常规三轴劈裂注浆试验装置，开展了类砂质泥岩浆压致裂起裂压力模型试验，基于试验结果分析了岩石强度与应力状态对注浆起裂压力、裂缝扩展形态影响规律，揭示了砂质泥岩劈裂注浆起裂机制。研究表明：起裂压力与岩石抗压强度呈正相关，且岩石抗压强度越高，劈裂路径越复杂；起裂压力对围压的敏感程度远高于轴压，且应力差 Δσ =σ _V −σ _H 越大，裂缝形态越规整；孔压三轴条件下，封闭裸孔段浆压致裂法确定的岩石抗拉强度值约为单轴抗拉强度的 2.5倍。该研究结果可为今后类似岩层劈裂注浆参数设计与施工提供参考。

针对天津地区滨海软黏土，开展了一系列动渗耦合三轴试验，系统分析了长期循环作用下软黏土渗透系数的变化规律。结合扫描电镜（SEM）和压汞试验（MIP）对不同变形阶段软黏土的微观结构特征进行分析，阐述了渗透系数的演化规律及机制。研究表明：在动渗耦合作用下，软黏土渗透系数呈现三阶段变化特征；渗透系数随渗流力呈现先增大后减小的变化规律，随动应力和频率呈现先减小后增大的特征。微观试验表明，渗透系数的演化是微结构孔隙大小、形态、分布特征渐进调整的宏观体现：加载初期，颗粒间的架空超大孔隙（孔隙直径 D >2.5 μm）大幅压缩，孔隙形态变化不大，渗透系数呈线性衰减；加载中期，大颗粒破碎生成的小颗粒密布填充于大颗粒间，生成大量“密小而曲折”的小孔隙（0.05 μm<D<0.1 μm），渗透系数呈现缓慢下降；加载末期，结构致密稳定，渗透系数基本不变。对于非稳定变形，颗粒团（聚）体间重新生成“条带”状孔隙，渗透系数反弹增大。该研究成果可为流固耦合分析中渗透系数的确定提供理论依据。

砂岩受到高温影响后，宏细观性质会发生不同程度的变化，400 ℃ 和1 000 ℃ 是砂岩宏细观性质变化的两个重要节点。为进一步研究升温速率对高温砂岩物理性质、力学特性以及内部微观破裂的影响，以350 ℃和 950 ℃为目标温度，开展了不同升温速率下砂岩的单轴压缩试验，单轴压缩全程采用声发射监测，采用扫描电镜分析了砂岩破坏后的细观形貌。研究结果表明：经不同升温速率处理后，350 ℃砂岩的质量、体积、密度以及纵波波速变化较小；950 ℃砂岩的质量、密度及纵波波速显著降低，体积明显增大，且升温速率越高变化率越小。350 ℃砂岩的应力−应变曲线、应力−体积应变曲线、抗压强度及弹性模量受升温速率的影响较小；950 ℃ 下砂岩试样应力−应变曲线随升温速率的增加向上偏移，抗压强度和弹性模量则先增加后达到恒定。350 ℃ 及 950 ℃砂岩的声发射振铃累计数都有随升温速率增大而减小的趋势，950 ℃ 下升温速率为1 ℃/min 时砂岩的振铃累计数最大，突发性声发射活动区域最多。对不同升温速率砂岩进行扫描电镜分析发现，升温速率对350 ℃ 砂岩的微观形貌影响较小，950 ℃ 砂岩试件则会随着升温速率的下降出现微裂纹和微孔隙数量增多、体积扩大的情况。

岩石三轴强度包络线通常为非线性，通过线性回归法（LRM）获得的抗剪强度参数对围压的变化具有很高的敏感性。为使 LRM能够考虑围压对抗剪强度参数估计的影响，定义了岩石三轴强度围压效应系数，构造一个指数函数表示该系数与围压的关系，并将其引入到 LRM 的修正中，提出考虑围压效应的线性回归分析法（CCPE-LRM）。同时，提出了CCPE-LRM 的合理性检验方法，并定义了距离系数作为指标来表征抗剪强度参数估计值与参数实际值的差异。通过以公开发表文献中多种类型岩石的三轴强度数据为例进行验证分析，结果显示各种岩石的距离系数均较小，CCPE-LRM 获得的抗剪强度包络线紧贴摩尔圆，且近似相切状态。表明通过CCPE-LRM 获得的抗剪强度包络线在一定程度上可以代替理想抗剪强度包络线，该方法估计的抗剪强度参数与理论抗剪强度参数的一致性较高，证明CCPE-LRM 具有较好的适用性。

棚洞等刚性防护结构中具有良好缓冲性能的垫层材料可以有效削减冲击荷载，提高结构抗冲击能力。为研究重复冲击下再生混凝土垫层宏观缓冲性能演化规律，开展了落锤冲击试验和离散元数值模拟研究。试验结果表明，相比于石英砂垫层，首次冲击下采用再生混凝土骨料垫层防护的棚洞顶板中心处传递力减小了83%，且应力分布更加均匀。随着落锤重复冲击次数增加，再生混凝土骨料和石英砂垫层缓冲性能均存在劣化现象，第6次冲击时棚洞顶板中心传递力峰值分别为首次冲击的11.2倍和1.4倍。此外，数值模拟研究结果发现，当长条状颗粒数量占比由0%增大到100%时，颗粒旋转角度和平移距离分别减小了40%和20%，落锤冲击力峰值增加了37%。颗粒形状越不规则，颗粒间咬合程度越大，限制了颗粒旋转和平移，增大了滚石冲击力和挡墙传递荷载。该研究成果可为再生混凝土骨料作为新型绿色垫层提供理论依据和工程指导。

海洋能源开发不断向深海迈进，大型深水海上平台对锚泊结构的承载力提出了更高的要求。针对传统鱼雷锚承载比不足的问题，提出了一种新型深水注浆锚。锚体带动连接其尾部的注浆管贯入海床，然后在外部注浆设备驱动下向海床注浆，浆液挤压土体并在锚体周围形成注浆固结块，从而大幅增加锚体抗拔力。采用自主设计的海洋锚注浆和拉拔试验系统进行了模型试验，研究了不同注浆量对浆液扩散特性以及锚体承载特性的影响规律。结果表明：浆液可以较好地包裹锚体，浆块呈倒锥形与锚体紧密黏结为一体，共同承受上部荷载，浆块承载比可达 24.6，远高于传统鱼雷锚的 2.4～4.1，从而验证了深水注浆锚的可行性。随注浆量的增加，浆块端部截面积和整体高度增加，注浆锚整体承载力也不断增大。

土−水特征曲线在研究非饱和土的水力与力学特性中发挥着重要的作用。生物炭具有多孔结构、高比表面积和强吸附的特性。将生物炭改性土应用于垃圾填埋场上覆盖层，因受自然环境因素的影响会使其水力特性发生改变。为了研究全吸力范围内生物炭掺量对生物炭−黏土混合土保水特性的影响，利用蒸汽平衡法（吸力范围 3～368 MPa）、滤纸法（吸力范围 0 ～40 MPa）和压力板法（吸力范围 0～1.5 MPa）控制土样的吸力，测定吸力平衡后土样的含水率和饱和度，得到全吸力范围内生物炭−黏土混合土的土−水特征曲线。试验结果表明：（1）3种吸力测试方法很好地表达了生物炭−黏土混合土全吸力范围内的土−水特征曲线。（2）生物炭能够影响黏土的保水性，但在一定的吸力范围内，生物炭−黏土混合土的保水性还与孔隙结构和孔隙中水的形态相关。（3）通过压力板法测得，试样的进气值随着生物炭掺量的增加而减小。当吸力值小于进气值时，曲线出现水平段，土样始终处于饱和状态，生物炭掺量越大，试样的保水性越好。（4）由生物炭−黏土混合土微观孔隙结构以及生物炭在黏土中的分布形态来解释生物炭改性黏土的保水能力随生物炭掺量的变化关系。

在渗流作用下土中细粒随着水流在粗粒骨架间运移的现象被称为内侵蚀。以往对于内侵蚀的研究主要集中在恒定的水力梯度下，缺乏对于波动水力条件下内侵蚀发展特征和细观机制的认识。设计了透明土渗流试验装置，开展了恒定和波动水力条件下不同内部稳定性土体的渗流试验，以探究波动水力条件下内侵蚀的发展特征。宏观试验现象表明，对于内部稳定性较差型土，当水力梯度达到临界水力梯度后，波动水力条件下的渗透系数比恒定水力条件下呈现出更快的增长趋势，说明水力波动会加剧细颗粒的迁移和流失。为了进一步揭示波动水力条件加剧土体内侵蚀发展过程的细观机制，利用一种基于平面激光扫描的二维截面图像开发的土体细观组构三维重建方法，建立了粗粒骨架、内部孔隙通道和细颗粒的三维可视化数字模型。通过观察细粒在孔隙通道中的分布情况，发现恒定水力条件下，细粒在运移至狭窄的孔隙喉道处时会发生堵塞堆积现象；而波动水力条件下的水流扰动会破坏这种暂稳态的堵塞堆积结构，继而重启细颗粒的迁移过程。

黄土边坡中竖直裂隙的发育往往会对边坡稳定产生影响。相对于平面应变机制，建立三维破坏机制下边坡稳定性分析方法更能接近实际边坡失稳情况。基于塑性极限分析上限法，考虑预先存在竖直裂隙的三维黄土边坡不同破坏机制（坡面破坏、坡脚破坏和坡底破坏），建立能量平衡方程及其无量纲临界高度值γH/c表达式，采用随机搜索法得到了临界高度的上限解。分析了约束宽度、边坡坡度、内摩擦角以及裂隙深度对三维竖直裂隙黄土边坡临界高度值的影响。结果表明：对于坡脚破坏机制，临界高度值随着裂隙深度的增加而减小，减小至临界裂隙深度 (δ /H) _min 后，裂隙深度的增加不再影响临界高度值；临界裂隙深度随着坡度 β  的增大而增大，随着内摩擦角 φ  的增大而减小。当约束宽度 B/H<0.8时，大多数破坏机制为坡面破坏。当约束宽度 B/H=0.8、内摩擦角 φ =10° 及约束宽度 B/H=0.6、内摩擦角 φ =15° 时，边坡的破坏从坡面破坏机制逐渐过渡到坡脚破坏机制。存在竖直裂隙的黄土边坡比完整边坡具有更小的临界高度，约束宽度及内摩擦角会对三维黄土边坡破坏机制产生影响。

温度的变化会导致土体的物理力学性质改变，且在一些实际工程中，饱和黏土会处于非等温分布状态。为此，针对非等温分布条件下饱和黏土的一维固结问题，考虑了更具普遍性的半透水边界，通过某些假定推导了单级线性加荷形式下饱和黏土一维固结控制方程，并利用分离变量法求解得到了控制方程的解析解。通过将所提解析解分别与已有解析解和有限差分解展开对比分析，验证了所提解答的正确性。基于所提解析解，利用某一算例分析了温度梯度、半透水边界参数及加荷时间对固结性状的影响。结果表明：温度梯度 M 越大，土体的渗透性越大，土体的固结速率越快；半透水边界参数 R1和 R2越大，相同时间内土体的超孔隙水压力越小，土体的平均固结度越大；土体的平均固结度随加荷时间 tc 的增大而减小，这主要是由于加荷阶段所施加的外荷载小于最终荷载，但加荷时间tc的延长可一定程度减小土体中产生的最大超孔隙水压力。

常规三轴压缩试验中具有较强结构性的黏性土在围压较低时其应力−应变关系会呈现应变软化现象，一般还伴有塑性变形，通常土体内部结构损伤是应变软化产生的主要原因。考虑到采用经典塑性理论描述材料的应变软化不仅会违背 Drucker 的稳定性假设，而且也不能描述卸载塑性。因此，基于修正剑桥模型及 Li 和 Meissner 提出的塑性硬化准则，建立了一个描述饱和黏性土不排水应变软化的弹塑性双面模型。该模型以应力−应变曲线的峰值点分界，将应变硬化和应变软化分别作为独立的加载事件进行分析，同时引入新的结构性参数表征剪切过程中土体结构损伤导致的塑性刚度衰退。对不同固结状态饱和结构性黏土的三轴固结不排水压缩试验结果的模拟表明，所建模型能够较好地描述饱和黏性土的不排水应变软化特性。

在能源岩土工程发展需求背景下，土体工程特性的温度效应研究受到了国内外学者的广泛关注。针对现有关于循环变温热固结理论研究的不足，提出考虑循环变温条件下土体先期固结压力随温度循环次数变化的关系式，计算多次循环变温后软土的固结压缩量。在此基础上，推导考虑循环变温的太沙基固结修正公式，分析整个循环变温过程中孔压和固结沉降的变化规律。最后通过与单元体测试结果进行对比，验证该计算模型的可靠性。研究结果表明，在循环变温和瞬时荷载的耦合作用下，土体的沉降变形和孔压随温度循环次数的变化而变化，且影响程度与循环次数相关；新型热固结模型为涉及循环变温的岩土工程问题分析提供了一定的理论支撑。

基于分段线性差分法，建立了一种碎石桩复合地基大变形非线性固结模型SC1。该模型可以进行等应力和等应变条件下桩土复合地基固结分析，同时能够考虑涂抹区、井阻、桩土自重、变荷载，以及固结过程中桩土参数的非线性变化和大变形问题，并编制了 Fortran 计算程序。分别采用基于等应变假设的桩土复合地基解析解和室内试验数据验证了模型的正确性，小变形条件下，该模型数值解与有无井阻及涂抹区的桩土复合地基解析解均能较好吻合；大变形非线性条件下，模型计算结果与室内试验数据基本一致。采用该模型预测实际工程，随固结时间延长，模型等应力与等应变的沉降量计算值相差逐渐增大，现场实测值介于等应力和等应变条件下模型计算结果之间。

桩基附近土颗粒的运动行为与宏观力学表现密切相关，对揭示界面剪切机制具有重要意义。利用自主研制的大型直剪仪，结合三维数字图像相关技术（3D-DIC）全场位移测量分析系统，开展了钢−钙质砂界面循环剪切试验，研究了界面附近砂颗粒的运动行为演化规律。结果表明：界面峰值剪切应力和发挥的界面摩擦角随循环次数的增大而增加，体变特性以剪缩为主；钙质砂颗粒左右移动的幅度与距界面的垂直距离成反比，钙质砂颗粒的位置随循环次数的增大逐渐向正剪切方向移动，试验结束时上剪切盒左侧区域的钙质砂颗粒向正剪切方向移动的距离最大；钙质砂颗粒在单个循环内出现有规律的上下移动，向下移动的幅值更大，位于上层的钙质砂颗粒向下移动的位移值大于下层；钙质砂颗粒的运动速度在沿单方向剪切时，呈现出慢−快−慢的变化规律，位于上剪切盒右侧区域的钙质砂的体变特性较左侧区域更显著；网格位移值和缺失数量随循环次数的增大而增加，在试验后期趋于稳定，试验结束时的破碎带厚度为 6.21 mm。

由于传统的支护结构在顶管施工中会出现难以预留顶管施工孔洞、沉井倾斜及支护结构承载力不足等问题，严重影响顶管施工的效率和安全性。针对此类问题，提出了一种适用于顶管工作井的新型型钢−高聚物复合装配式支护结构。通过实际工程现场试验和有限元数值模拟相结合的方法，对顶管施工过程中工作井周围的土体沉降变形和支护结构的力学响应进行了分析，并验证了新型支护结构用于顶管施工的可靠性，最后通过正交模拟试验得到了影响工作井支护结构力学性能的主控因素。结果表明，支护桩桩间距是影响新型支护结构力学性能的主控因素，且在短距离顶管过程中，工作井周围土体均有不同程度的沉降，且顶进方向地表沉降最大，侧墙方向地表沉降最小，且对地表沉降的影响范围约为顶进距离的2.7倍。并且，支护桩的应力随管−土界面摩阻力的增大而增大，入洞口位置支护桩的应力最大。在长距离顶管施工中，顶管前期，顶进面应力较大，随着顶进距离的增大，侧墙和后背墙应力增大，高于顶进面。该研究成果可为顶管工作井新型支护结构的优化设计提供有利的建议。

针对反倾层状岩质斜坡倾倒变形折断面空间展布缺乏定量判断的问题，以地质原型和变形机制分析为基础，考虑岩层自重、上覆岩层盖重、侧向压力、岩层间的摩擦力等作用，提出了岩板倾倒折断的独立悬臂梁模型和独立简支梁模型。采用板梁的最大拉应力破坏准则，推导出了倾倒变形各阶段岩层的临界折断深度公式。利用地质原型对推导的公式进行了验证，并通过离心试验获取了倾倒变形各阶段的坡形参数，对边坡各阶段折断深度进行了定量评价。研究表明：理论模型可计算倾倒变形层间剪切错动、弱倾倒破坏、强倾倒破坏等各阶段岩层的折断长度；岩层折断长度与岩层分布高程、拉应力、岩梁自身重度呈负相关，与岩层内摩擦角、岩层厚度、抗拉强度呈正相关；根据倾倒变形各阶段力学参数，计算倾倒体各级折断面分布位置，结果与地质原型和离心试验结果吻合。该研究成果对倾倒变形边坡稳定性评价具有一定的理论和实际意义。

针对目前排水板真空预压加固过程中出现的加固效果不良的问题，现有研究大多针对真空预压加载方式，而对于新出现的不同结构类型的排水板缺乏理论及试验研究。采用3种不同排水板进行真空预压模型试验，对比了不同排水板在真空预压过程中的加固规律及效果。试验结果显示，双面连通排水板和秸秆排水板加固后的土体含水率相较于普通排水板分别降低了9%和5%，且十字板剪切强度平均提高了1.7 kPa 和1 kPa。说明双面连通排水板具有更好的防淤堵特性，且新型秸秆排水板在具有环保特点的同时，能够比普通塑料排水板取得更好的加固效果，为解决真空预压加固效果欠佳的问题提供了新的解决思路。

软土固结过程中展现出明显的非线性压缩和渗透特性，同时竖井的淤堵效应常导致井阻在固结过程中随深度和时间不断演化，但目前能考虑井阻随时空演化的竖井地基非线性固结解析解还很鲜见。通过引入孔隙比与有效应力及孔隙比与渗透系数间的半对数模型描述了土体的非线性固结特性，建立了能同时考虑井阻随时空变化和涂抹影响的竖井地基非线性固结模型，并采用分离变量法获得了固结模型的解析解。将特定参数下固结解的计算结果与实测数据、已有的竖井地基固结解答进行了对比分析以验证其可靠性。最后，对竖井地基的非线性固结性状开展了大量计算分析。结果表明：竖井渗透系数随深度线性衰减越明显则地基固结速率越慢；外荷载一定时，随着软土压缩指数c_c与渗透率指数c_k之比的增大，竖井地基固结速度减慢；在c_c /c_k值不变的情况下，外荷载增加，地基固结速率加快。在涂抹区的3种径向渗透系数变化模式中，抛物线变化模式下的地基固结速度最快，线性变化模式下的地基固结速度次之，恒定模式下的地基固结速度最慢，且这种性状并不因为考虑井阻变化或土体非线性固结特性而发生改变。

为探究重金属砷（As）污染土、镉（Cd）污染土及二者复合污染土的土−水特性及微观机制，利用离心机法研究了污染土土−水特征曲线变化规律，通过Zeta电位、核磁共振试验（NMR）以及扫描电子显微镜（SEM）等微观表征手段，得到了污染土微观特征变化规律。试验结果表明：As污染土、Cd污染土以及复合污染土微观特征与宏观土−水特性存在关联联系，即土颗粒扩散双电层厚度越薄，土壤持水能力减弱、Zeta 电位绝对值越低、大团聚体对应的大孔隙越多、基质吸力进气值越小，反之则相反。污染土种类、浓度影响土壤−重金属相互作用行为，导致污染土微观特征及土−水特性变化。As 污染土浓度增大，主导作用由钠离子静电吸附作用逐渐转变为砷酸根专性吸附作用，扩散双电层厚度先减小后增大；Cd 污染土浓度增大，主导作用由碳酸镉晶体沉淀作用转变为镉离子静电作用，二者均压缩双电层但前者压缩效果更显著；复合污染土中主导作用为镉离子静电作用及砷酸根离子专性吸附作用，二者对扩散双电层厚度影响相反。

通过预制含一定倾角、钻孔的斜截面结构物与饱和黏土结合为三轴组合试样，并使用三轴仪测量出饱和黏土与结构物界面的抗剪强度和超孔隙水压力，分析了饱和黏土与结构物界面的强度特性。相比传统界面直剪试验无法区分界面强度特性的剪切速率效应和排水状态效应，该试验方法可以使饱和黏土与结构物界面充分饱和并严格控制界面排水状态，明确剪切速率对界面强度的影响。开展了不同结构面粗糙度和剪切速率的界面三轴固结不排水剪切试验与不同剪切速率的界面直剪试验。试验结果表明：相同围压下随着结构面粗糙程度增大，界面抗剪强度和超孔隙水压力增大；剪切速率越快，界面抗剪强度越大，界面超孔隙水压力达到稳定所需要的轴向应变越大。排水条件的严格控制和界面超孔隙水压力的准确量测对饱和黏土与结构物界面摩擦角的测量十分重要。

针对传统电渗法治理淤泥质土过程中排水效率低且治理后土体不均匀等问题，从改变软黏土颗粒自身持水特性角度出发，提出采用新型有机高分子材料阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）联合电渗法治理淤泥质土的思路。利用自制的一维电渗固结试验装置，探究絮凝−电渗法联合作用机制以及不同絮凝剂掺入比对电渗排水加固效果的影响规律。试验结果表明：与传统电渗法相比较，絮凝剂 APAM 的掺入减少了软黏土颗粒表面的结合水膜厚度，使得淤泥质土的前期电渗排水速率和累计排水量显著提升，从而降低了电渗法的平均能耗系数；同时，絮凝剂高分子长链的“吸附架桥”作用增强了土颗粒的黏结力和絮凝沉积效果，有效缓解了电渗过程中细小黏粒迁移集聚而造成的阴极淤堵问题；治理后淤泥质土的抗剪强度大幅增高，土体的均匀性也得到了明显改善，且当絮凝剂 APAM 掺入比为 0.30% 时，土体的电渗排水固结效果最佳。

砂土的密度和应力状态对其刚度有很大的影响。计算岩土工程中许多硬化土体模型都是基于邓肯−张模型得出的，没有考虑到密度对砂土刚度的影响。而在极致密或松散的砂土的三轴压缩过程中，剪切应变的上升会引起密度的显著变化。为了评估粒径分布、密度及应力状态对砂土刚度的影响，使用统计和回归方法对来自莫斯科和明斯克的15个建筑工地的962个土壤样本的各向同性三轴试验数据进行分析。基于密度和应力状态参数的影响，提出了评估不同粒径砂土刚度的经验方程。对来自欧洲、印度和美国的冲积土和陆地土试验的比较分析表明，其砂土的刚度与莫斯科和明斯克的砂土在同一范围。所提出的方程可用于初步估计有限元法计算里的刚度参数，也可应用于岩土工程模型（允许考虑刚度的变化、水平和垂直分布）。此外，还提出了基于邓肯−张模型的半经验关系。当密度的变化影响土的刚度时，该半经验关系可为受到大变形和（或）复杂加载路径影响的松散和非常致密的砂土提供更为真实的结果。一般来说，岩土工程师可将获得的结果应用于更为复杂的土体模型设计中。

工程岩体中结构面的存在直接影响其强度与变形特征及破坏模式，结构面分布信息调查和产状分析是开展工程岩体稳定性评价的基础。针对岩体光滑揭露面的节理分布，提出了一种基于Hough 检测原理的节理岩体表面迹线信息快速识别方法。该方法主要通过图像边缘检测获得迹线图后进行自动识别迹线，实现了节理迹线的产状信息识别。研究结果表明，该方法能够有效地实现不同左/右倾、交叉直线图像的信息识别；以离散节理网络模型和工程岩体实例为对象进行算法分析对比，有效地识别出主要节理迹线的产状分布信息，探讨了Hough 检测关键参数k值的敏感性，验证了 Hough 检测方法在节理岩体迹线信息识别的可行性。提出的 Hough 检测方法能够为岩体节理迹线识别和信息分析提供一种新的工程应用方法。

承压水抽降是深基坑工程面临的主要难题之一。群井抽水试验是合理分析基坑工程承压水水位降深和地表沉降的主要手段，具有重要意义。以上海某航站楼区域大规模深基坑现场抽水试验为例，结合场地工程地质和水文地质条件，对群井抽水过程中承压水水位变化及地表沉降进行分析，探究承压水水位降深对地层压缩及地表沉降的影响规律。结果表明：300 m监测范围内，地面沉降最大值为104.9 mm，最大水位降深为 21.85 m，每米水位降深（即单位水位降深）引起的地面沉降量约为5 mm；⑦层的最大土层压缩量为68.4 mm，单位水位降深引起的压缩量约为 3 mm；单位水位降深引起的地面沉降量随距离增加有减小的趋势，距离中心40～310 m范围内，单位水位降深引起的地面沉降量为4.22～1.17 mm。

动载作用下岩石的破坏规律研究对于众多地质灾害的机制分析和预防具有重要的理论及实际意义。鉴于数值模拟研究的优势，应大力发展适于岩石动力断裂过程模拟的数值方法。在自主开发的拉格朗日元与离散元耦合连续−非连续方法的基础上，采用朱−王−唐本构模型取代了广义胡克定律，发展了考虑动力本构的连续−非连续方法，其正确性通过模拟不同加载速度时砂岩试样的单轴压缩试验进行了验证。通过统计裂缝区段数目随着岩样的纵向应变的演化规律，并监测岩样左、右对称线上多个测点的最小主应力的演化规律，开展了不同加载速度时单轴压缩花岗岩试样的变形−开裂过程研究，阐明了岩样的开裂机制。研究发现，剪裂缝以雁列式展布，整体上形成剪切带。随着时步数目的增加，各测点的最小主应力均呈波动下降−震荡上升的变化趋势。震荡上升阶段对应岩样的应变软化阶段。测点分离后最小主应力的震荡幅度较大，这是由于节点分离和单元接触激发了较大的应力波。剪切带尖端的最小主应力集中会使测点发生剪切分离。当岩样的三角块向下楔入时，下方测点的应力状态类似于紧凑拉伸试验进而发生拉伸分离。

极限承载力一直是采矿、岩土等领域关注的难点和热点问题，严重影响着边坡与邻坡建（构）筑物的安全稳定性。基于极限分析上限定理，考虑边坡滑动溢出位置不确定性影响，建立3种模式的非均质成层边坡刚性多滑块破坏机制，推导出边坡极限承载力上限解，并采用序列二次规划算法（SQP）求其最优值。以三岔露天矿北帮为工程背景，通过与数值计算结果对比分析，验证本文方法的有效性，进而开展不同坡角和排土场距坡肩距离影响分析。结果表明：（1）本文方法计算结果与数值计算结果吻合度较好，表明本文方法边坡极限承载力上限解合理有效；（2）边坡极限承载力与坡角大小呈线性负相关，与排土场距坡肩距离呈线性正相关，相比于排土场距坡肩距离而言，坡角对边坡承载力影响更为敏感；（3）坡角变化对边坡失稳模式影响较大，而排土场距坡肩距离的变化对边坡失稳模式影响不明显；（4）坡角和排土场距坡肩距离均对滑裂面起始位置和溢出位置有影响，滑裂面起始位置受排土场距坡肩距离影响较大而受坡角影响较小，滑裂面溢出位置受坡角影响较大而受排土场距坡肩距离影响较小。相关研究成果有望为边坡及邻坡基础设计提供理论支持。