土体的固结压缩变形对污染物的运移具有重要的影响，而目前国内关于污染物在变形多孔介质中运移规律的研究尚处于空白，在国外也是近几年才有人开始这方面的研究工作。在Biot固结理论和污染物运移理论相结合的基础上，提出了污染物在黏土防渗层中迁移转化的一维数学模型，该模型的最大特点是考虑了土体受力变形对污染物运移的影响，在合理简化的基础上给出了模型的解析解，并将计算结果与太湖疏浚污染底泥堆场的实测结果进行了比较分析，模拟计算的结果在一定程度上能够反映实际土层中污染物的运移情况。

讨论表面渗流对生态边坡中客土稳定性的影响，设计并进行了同一种客土的无渗流和表面渗流情况下的稳定性试验。表面渗流情况下客土的破坏模式与无渗流情况下相同，即一条沿平面网上表面的平行于原边坡坡面的直线滑动面。利用表面渗流情况下的客土稳定性试验结果，验证了杨俊杰等提出的客土稳定设计图表的适用性。试验结果和理论分析均表明，渗流使客土的稳定性显著降低。

利用代表性体元可较好地反映出并非理想连续均匀的岩土介质破坏前强度和变形行为。但当材料出现高的应变梯度(应变局部化)时，在体元上的应力、应变呈现高次非线性变化，代表性体元不能如实地反映出介质的力学性能。提出一种可包含局部化变形的研究基元——塑性梯度体元(Plasticity Gradient Volume Element) ，塑性应变在其内可用微分形式表达。该体元不但可反映介质的平均力学响应，而且可反映应变呈高次非线性变化时的影响。随着硬(软)化模量从正值变为负值，变形模式将由均匀变形模式变为局部化变形模式，这就是应变局部化的启动机制。

DCD(dynamic canonical descent)算法是一个新的全局优化算法，运用该法进行优化时，无需考虑目标函数的可微性，只要正确给定优化变量的优化区间，且该区间具有凸性，那么此算法就能很好地收敛于该区间的全局极小点。针对该算法，建立了相应的算法迭代格式。对数值试验和在岩土工程位移反分析的应用中引入该算法的迭代格式进行全局优化反演，其结果表明：该算法稳定性强，优化结果的可靠度高，收敛速度较快。

提出了反滤系统极限保土状态的概念，分别采用4种不同孔径的钢丝编织网进行粉土反滤试验，研究反滤系统的极限保土状态。试验表明，当滤网孔径O和粉土特征粒径d85的比值等于12时，反滤系统才达到极限保土状态。极限保土状态下的反滤系统，在淹没式出流条件下，经往复水流作用26 h后改为单向水流，水力梯度从3.8逐渐增加到9.1，并在9.1的水力梯度下持续渗透453.25 h，反滤系统仍保持稳定，未发生失稳破坏；在非淹没式出流条件下，水力梯度从5.3逐渐增加到12.7期间，反滤系统保持稳定，但在维持12.7的水力梯度下持续渗透261.83 h后，反滤系统发生失稳破坏。对极限保土状态的研究有助于工程设计中更加合理地确定织物滤层孔径上限，减少淤堵。

在松散、中密和密实状态下，以南京粉细砂三轴固结不排水试验结果为基础，进行了强度、变形与静态液化特征的分析。松散南京砂强度特性表现出典型的应变软化，当轴向变形小于1 %时强度达到最大值，而后急剧降低；在50，100 kPa围压时发生了静态液化。但随着固结压力的增大，静态液化消失。与南京砂具有相同土骨架的松散纯净砂却在低围压下未出现静态液化，其形成机制是：粉粒的存在未使土体孔隙比发生较大变化，却引起更大的体缩性；中密和密实南京粉细砂表现出加工硬化的强度特征，临界应力状态线倾角高达55°，具有较高的抗静态液化能力。

路堤下设置的带承台桩，除了承担承台上方的填土重量外，通过土拱效应还承担桩间土上方的部分重量。将填土重量的大部分传递到地基深部，既增加了路基的稳定性，又减小了路基的沉降。上海国际赛车场建造在软土地基上，为了满足工程需要，除使用了EPS轻质填筑材料外，还在填筑高度较高的地段采用了桩承式路堤作为地基加固方式。为了深入研究土拱效应的工作机制，对上海国际赛车场路堤桩的承台与承台间土压力分布进行了原位测试，并结合实际工况进行有限元分析。结果表明：除了承台上方的土压力相对承台间土有应力集中现象外，承台边缘相对承台中部也有应力集中现象。对EPS的加入和桩体性质的各项参数对于土拱效应产生的影响进行了分析。

在分析Sloan建立的有限元塑性极限分析线性规划数学模型存在的局限性基础上，提出了基于非线性规划的有限元塑性极限分析下限法数学模型。采用非线性屈服条件构建了下限法静力容许应力场，建立了求解超载系数、强度储备系数的下限法数学模型，并提出了针对塑性极限分析非线性规划数学模型的求解策略；最后对一个经典算例进行了深入分析，验证了方法的正确性。

针对矿产资源深部开采以及核废料处置等重大工程实际需求，对温度-应力耦合作用下岩石变形、强度的理论和试验进行研究具有十分重要的意义。通过试验研究了不同温度影响下砂岩的变形破坏特性，发现对于小尺度下的砂岩试件，当温度从室温升到150 ℃，抗拉强度有所升高；而温度由150 ℃升高到300 ℃，抗拉强度又有所下降，这是以往研究中没有观察到的现象，详细分析了其原因。并通过比较宏观断口位置图和名义应力-应变曲线，认为温度对砂岩的局部变形破坏机制有明显的影响。随着温度升高，断裂机制呈现脆性机制向延性机制转变的趋势。

结合现场剪切波速试验、室内常规及动三轴试验结果，给出了扩建城市垃圾填埋场地震稳定性的有限元分析方法，并分析了扩建垃圾填埋体沿填埋体内部圆弧滑动面、新老填埋体交界面及底部和背部衬垫系统的地震稳定性。当填埋场中渗滤液水头较低时，扩建填埋体最易发生沿新老填埋体交界面的滑动。与总应力法计算结果相比较发现，总应力法只适合分析输入地震动较小的情况，而当输入地震动较大时，由于它不能考虑动孔压上升所导致的MSW软化而使得其计算的扩建填埋体沿圆弧滑动面的安全系数偏保守。另外，采用Newmark法分析了不同输入地震动时不同横、竖向扩建方案的永久位移，分析表明：扩建填埋体沿新老填埋体交界面的地震永久位移的对数近似与屈服加速度同最大水平加速度的比值呈线性关系，并给出了其永久位移的拟合公式。

针对地下巷道工程稳定性问题，基于岩石工程系统（RES）理论，提出了全耦合分析法及优化设计思想。首先简要地叙述了全耦合分析过程的思想及流程，并在收集的27个样本的基础上，应用神经网络编码法建立了地下巷道工程的综合交互作用矩阵（GIM），分析了主要因素影响和作用机制。根据本巷道工程系统的稳定性能分析结果，提出了稳定性评价参数，给出了稳定状态范围。针对沙曲煤矿顺槽进行了优化支护设计举例，并用Q系统岩体质量评价法对其进行对比分析及验证。现场监测及对比分析结果表明，提出的全耦合分析法对稳定性分析及支护设计方法有实用价值。

黄河水下三角洲上分布着大量的扰动土层，其性质与周围未扰动土相比有很大的差异。在老黄河口区选择扰动土层的典型分布区，利用工程地质钻探取样、原位静力触探试验和浅地层剖面探测对海底扰动土层的厚度及工程地质特征进行了调查分析。结果表明，与未扰动土相比，扰动土的重度较大、孔隙比较小、含水率较低、强度有一定程度的提高。同时，分别对风暴潮作用下黄河水下三角洲粉质土的瞬时液化极限深度和残余液化极限深度进行了计算。计算结果表明，残余液化极限深度较大。将残余液化极限深度、通过浅地层剖面探测结果所得的扰动土层厚度以及通过土工试验统计结果所得的扰动土层厚度进行了对比，发现三者对应很好。对黄河水下三角洲粉质土中扰动土层的形成机制进行了探讨，认为风暴潮作用过程中产生的土体液化是其主要诱因。

在不计突出前兆阶段煤壳动能的条件下，建立了地应力、瓦斯压力与渗流耦合作用下孔隙介质球对称力平衡方程；根据球对称性质使弹性与塑性阶段应变Lode参数相同，满足单一曲线的物理关系条件，将单轴本构模型推广，得到煤壳中应力强度 与应变强度 之间的物理关系式；求得煤壳弹、塑性区径向位移 的表达式，并发现其可分解为相应偏应变的位移 与平均应变的位移 。综合运用几何方程、力平衡方程、几何方程和应力强度与平均应力的关系，对突出前煤壳进行的能量分析表明：煤壳位移、形变时的外力功变化可分解为相应偏应力、平均应力和渗流力的外力功 ， ， ，它们分别与煤壳偏应力应变能、体积应变能和孔隙体积能的变化的 ， ， 相对应，得到三个功、能增量关系的研究结果。为建立单个煤壳失稳的突变模型，对地应力、瓦斯压力与煤介质三因素在煤壳解体、瓦斯膨胀内能释放及高压瓦斯流对碎煤喷射的突出过程进行研究提供了基础。

通过对塑料土工格栅在低温条件下的拉伸试验，得到拉伸屈服力、屈服伸长率、不同伸长率对应的拉伸力等数据，试验数据分析表明：（1）塑料土工格栅在低温状态下抗拉伸能力明显提高；（2）低温条件下，塑料土工格栅肋条截面积越大，拉伸力随温度降低而提高的幅度越大，屈服伸长率随温度的降低而下降的趋势越明显；反之，拉伸力受温度降低的影响逐渐减弱，屈服伸长率受温度降低的影响越小；（3）塑料土工格栅冻融循环后，与未冻融试样对照，拉伸特性没有降低。

注浆抬升地表是地下工程施工控制地层和邻近建筑物沉降的常用工法。目前，注浆设计主要依靠现场监测和工程经验。数值方法模拟注浆效果通常是通过提高注浆区域的土性参数来实现的，但该方法忽略了注浆抬升对地层的补偿作用。通过研究注浆引起的土体体积膨胀的机制，将注浆体积、土体体积应变增量、位移大小三者联系在一起。采用了一种模拟注浆抬升地层的数值方法。在该数值方法中，给出了土体体积应变的计算方法，提出了施加“虚拟”膨胀压力来增加单元体积，并通过判断单元体积应变增量是否达到土体体积应变增量来控制模拟注浆的过程。其方法的优点在于：施加在单元上的膨胀压力可以是一个虚拟的压力，而无需是实际注浆压力。通过解析解与数值解对比分析，验证了这种数值方法的正确性和可行性。

根据Kelvin解，推导了压力型锚杆锚固段的弹性黏结应力和正应力分布方程。在推导过程中，考虑了三向应力状态对锚固段黏结应力的提高作用。经过与现场试验实测数据的对比分析，验证了理论计算公式的可靠性。采用软质岩体条件下的参数，对锚固段应力分布进行了计算，总结了岩石条件下锚固段应力分布特点，并分析了各种岩土参数变化对锚固段应力分布的影响，为压力型锚杆的进一步理论研究和工程实践提供了基础。

针对任意复杂变荷载作用下未打穿的竖井地基，通过在竖井底面以下土层中设置虚拟竖井，使其能够合理考虑下卧层土体三维渗流问题，运用Laplace变换，求得频域内竖井地基的固结解。通过Laplace逆变换，得到了任意荷载作用下竖井地基的平均固结度、孔压消散曲线、沉降曲线。结合具体算例，对影响竖井地基固结的主要影响因素进行了详细分析，并将现有未打穿竖井地基平均固结度近似计算方法的精度和适用的范围进行了对比，得到了一些有益于工程实践的结论。

建立了可描述粗粒土单调和循环力学特性的一个亚塑性本构模型。基于亚塑性理论的基本框架，引入临界状态参数，建立了一个新的粗粒土亚塑性模型，给出了数学公式及参数确定方法。采用该模型对粗粒土单调和循环加载试验进行了模拟和预测。该模型无需判断加卸载、参数较少、易于三维化，能够较全面地描述单调和循环荷载作用下粗粒土的主要力学特性，如强度与围压的非线性关系，胀缩规律与围压相关、卸载体缩、体变随加载过程累积等主要体变特性等。

“软托换”是近年来工程实践中总结出来的一种新概念，其工作原理是根据基坑与既有建筑物的相对位置(距离)、建筑物重量、基土工程性质、可能产生破坏的类型和破坏的范围，以荷载传递和应力转移的原理为指导思想，设计用更少量的托换结构构件来达到防倾、抗倾的目的。以深基坑软托换工程为研究对象，借助Plaxis ver7.2有限元分析软件，对既有建筑物情况下的深基坑开挖过程采用锚杆静压桩进行软托换设计，并进行有限元模拟，以此来研究软托换对支护结构内力和变形的影响。通过有限元分析可以看出：基坑离既有建筑物的距离、软弱层厚度是影响软托换效果的重要因素。

应用UDEC程序模拟了爆破振动波在凹形地貌中的传播特征，并与广东岭澳核电站2期基础爆破开挖现场监测结果进行了对比。对比分析结果表明，数值模拟结果与现场监测结果较为吻合。研究结果还揭示，凹形地貌对爆破振动波具有明显的衰减作用，质点水平向振动速度的衰减幅度大于质点垂直向。同时，衰减系数随凹形地貌深度、宽度的增加而增加，但随宽度增加的幅度较小。另外，爆破振动波的衰减系数随爆源距增加而减小，随最大段药量的增大而增大。

作为新型的深水海洋基础型式，吸力式沉箱基础被广泛地用于系泊深水海洋设施中，从而承受巨大的倾斜上拔荷载。在上拔荷载水平分量与竖向分量的共同作用下，吸力式沉箱的承载特性及其工作性能评价是海洋工程设计与建设中的关键技术问题之一。然而现有的理论分析与试验研究并不能满足工程实践的需要，因此，对吸力式沉箱基础的极限承载力分析建立了有限元数值计算方法。当沉箱基础在快速拔出过程中，正常固结黏土处于完全不排水状态，沉箱基础发生整体破坏时表现出反向地基承载力失稳模式，此时沉箱基础所发挥的极限承载能力往往最大。为此，在数值计算中直接假定沉箱基础及其周围土体处于完全不排水状态，针对不同的沉箱长径比，分别确定了在竖向上拔荷载和水平拉拔的单独作用下沉箱基础极限承载力。对比发现：竖向上拔极限承载力有限元解能够较好地与理论计算结果相符合，而水平极限承载力解与理论计算结果存在一定的差异。

基于可靠度理论，利用Morgenstern-Price法、Ordinary法、Bishop法和Janbu法等4类极限平衡方法对台州市北水南调工程朱溪引水段Ⅷ号滑坡的稳定性进行了分析，设计了最不利组合、最有利组合、平均值组合的确定性分析方案，目的是为可靠度计算结果提供对比基准；设计了Monte-Carlo循环次数为5 000，50 000，500 000，5 000 000次等4种计算工况，岩土参数的概率分布函数为正态分布、三角形分布和均匀分布等3种情况，方差等于0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0倍初始实验方差等6种计算方案，岩土参数间相关性在-1.0～1.0间按0.25等幅变化的9种情况。研究发现，循环次数仅对安全系极值有较大影响，对可靠度指标影响不大；分布函数和数据离散性均会对结果精度造成影响；参数相关性仅对失效概率造成较大影响。

研究月面环境下的车辆地面力学，对保证月球探测车辆的正常工作具有重要意义，而用于月面车辆力学试验的模拟月壤则影响其结果的准确度与可信度。用于月面车辆力学试验的模拟月壤，以月壤样本与JSC-1模拟月壤为参考标准，以吉林辉南县火山灰为主要原料、赤铁矿砂为辅料，通过调整试样的粒径分布与赤铁矿砂含量，使模拟月壤的比重、内摩擦角、凝聚力、承压特性、粒径分布、颗粒形态、矿物组成等参数接近JSC-1模拟月壤，并在月壤样本的参数变化范围之内，表明该模拟月壤可用于月面车辆力学试验研究。

基于现场监测资料的位移反分析是地下工程动态监控、信息化施工的重要组成部分。以乌江彭水水电站大型地下厂房（开挖跨度为30 m，高度为78.5 m）为例，从围岩实测位移出发，建立了基于均匀设计－神经网络－遗传算法的围岩力学参数的系统反分析方法，反演考虑开挖卸荷效应的围岩力学参数。根据数值分析结果形成训练样本，利用BP人工神经网络映射围岩的变形与力学参数的关系，同时针对传统人工神经网络存在初始权值难以确定的问题，应用遗传算法优化神经网络的初始权值；利用现场监测的增量变形反演了围岩的力学参数；最后利用反演出的参数，进行地下厂房开挖预测分析。结果表明，预测位移与现场监测位移较为接近，进行统计检验结果为优，说明该参数反演方法是正确合理的。

介绍了旁孔透射波法的原理和测试步骤，对这种无损检测方法在既有建筑物桩基础检测中的应用进行了三维有限元分析。建立了三维桩-土模型并计算动力响应，分别给出了饱和土、非饱和土地基中完整桩和缺陷桩的旁孔透射波信号，并分析了P波时间-深度特征与桩身的相关性。研究表明，旁孔透射波法具有简单易行、无损等优点，可以有效地检测既有建筑物的基础。

研究各向同性地基中含一个圆柱形弹性夹杂的地基沉陷问题。考虑全场的应力、变形特征，运用复变函数的罗朗级数展开技术，构造合适的应力函数，结合夹杂的边界条件和无穷远的性态，获得了全场复势的解析表达。数值结果显示：由于两相材料剪切模量之比的不同，在某个范围内沉陷量大于基底中点沉陷；在这个范围之外，则小于基底中点沉陷。当夹杂埋深为夹杂半径的5倍以上时，就可以运用所得结果，而不致引起太大误差；含圆形隧洞和刚性夹杂的问题可作为特殊情况得到。

充分考虑碰撞中出现的材料非线性、几何非线性、接触非线性、运动非线性以及它们之间相互耦合的特性，利用显式瞬态非线性有限元分析技术分析了强夯对地基土的冲击碰撞过程，得到了夯锤与土体之间的撞击力时间历程、土体位移、应力的时间历程，并得到了落距、夯锤重量、夯锤底面积与强夯加固深度之间的相互关系，分析结果表明：土体位移滞后于土体应力，再现了夯锤与土体碰撞的整个过程，反映了强夯过程中的一般现象和基本规律。

描述了位于渤海辽东湾93地区人工岛靠船系缆平台原型顶升的试验过程，系缆平台的基础采用三筒结构型式，这也是我国应用于海洋工程的第一座多筒型基础平台。尽管海上施工对筒型基础沉/拔过程有了一定的经验，但筒型基础平台在长期使用后的拔出复用还没有任何的工程经验，此次顶升试验验证了筒型基础平台移动复用的可行性，利用主要测试结果给出了筒基上拔顶升力的相关分析，对海上原型结构顶升施工的可行性及筒型基础使用过程中的动态抗拔力的变化具有直接的参考意义。

通过将模型试验、现场实测的结果与弹性理论解进行对比，指出弹性理论解夸大了桩-桩、桩-土、土-土相互作用影响，造成沉降计算值偏大和过高估计桩顶反力的不均匀性（或筏底地基土反力的不均匀性），并提出对弹性理论解进行修正的途径和方法。

由于基坑降水引起周围土体应力的重新调整，造成基坑相邻建筑物地基不均匀沉降，情况严重则造成相邻建筑物破坏，因此对不均匀沉降量的预测具有现实意义。利用地下水动力学的非稳定流原理及土力学基本理论，介绍了基坑降水设计中引起周围地面沉降的实时预测方法，探讨了不同土层在降水过程中孔隙水压力消散对土层固结的影响，通过实例分析了公式中不同参数的取值合理性，编制了相关程序。该方法对分析、预测由于基坑降水所引起的周围地面沉降有一定参考价值。

层析成像是近年来得到蓬勃发展的一项无损检测新技术，具有信息量丰富、准确、直观的独特优势，因此，在土石坝无损检测中正发挥着越来越重要的作用。在阐述电阻率层析成像基本理论的基础上，对龙凤山水库土石坝进行一系列层析成像无损检测，查明了龙凤山水库土石坝的渗漏通道，同时也证实了利用这一方法进行土石坝无损检测的可靠性。现场试验表明，层析成像无损检测技术可以在土石坝的病害检测中推广应用。

水文地质勘测中，由于水位恢复阶段没有人力和机械因素干扰，由测量数据可以画出平滑的曲线，更适宜于分析水文地质参数，但经典非稳定流Theis公式和Theis水位恢复法所依据的若干假设条件在实际中难以满足。针对越流承压含水层具有补给条件而很快稳定以及非稳定抽水阶段流量常“抖动”的特点，论证了利用稳定流量和Hantush-Jacob越流模型计算的可行性，并用扩展的卡尔曼滤波器反演水文地质参数，经文献中历史数据和实地抽水试验检验结果表明，由该方法反演的预测值和实测值吻合良好。

砂类土的压缩模量与砂类土体隧道围岩稳定性有较大的关系。从影响砂类土体隧道围岩稳定性因素及围岩稳定性分级的角度出发，探讨了与砂类土体隧道围岩稳定性相关的压缩模量的影响因素，发现砂类土的细粒(d < 0.074 mm)含量对其压缩模量有较显著的影响，二者呈负相关；砂类土的相对密实度并非完全是越大而压缩模量也越大，还与细粒含量及细粒含水状态有关；采用砂类土细粒含水率而不是砂类土含水率的方法来评定潮湿砂类土的压缩模量，得出了细粒含水率对砂类土压缩模量的影响规律。根据细粒含量和相对密实度对压缩模量的影响规律，提出了两指标的分级界限。

基于动力学基本方程，运用有限单元法（FEM）和NEWMARK隐式积分方法，对动荷载（FWD荷载）作用下路基下伏黄土暗穴动力稳定的临界埋深进行了弹塑性数值分析，考虑到人工截断边界上波反射对计算结果的影响，分别用传递边界和半无限单元来处理侧面和底面边界。在此基础上，对利用有限个数值分析结果进行不同洞径及位置暗穴临界稳定埋深的预测方法和步骤进行了分析，提出了一种基于洞径和中心距的双变量临界稳定埋深计算方法，并用VB6.0编制了计算程序LDMC。为验证程序的有效性，用3 m和5 m洞径的暗穴进行了对比分析，表明计算结果具有较高的精度，完全可满足实际工程的要求，同时指出了使用时应注意的问题。

在控制吸力的非饱和土三轴试验中对试样进行变形测量，常规方法都存在一些难以克服的技术缺陷。数字图像测量技术的引入，为避免常规测量方法的技术缺陷对试验结果的影响提供了一种新的解决方案。同时，能够更加准确地测量受端部约束影响较小的试样中部1/3区域的局部轴向变形、径向变形和估算体积变形。在控制吸力条件下进行了非饱和压实土的三轴压缩试验，运用数字图像测量方法测量试样整体与中部1/3区域的变形，将两组试验数据进行比较分析，结果表明：端部约束对非饱和土试样变形有明显的影响，试样中部1/3区域的变形性质与试样整体存在明显差异，其试验结果更能反映非饱和土试样的基本变形性质。

为了保护环境并尽可能降低衬砌结构所受的水压力，提出高水位山岭隧道应采取“以堵为主，限量排放”，即“堵水限排”的防排水设计原则。但对于堵水限排情况下衬砌结构的设计，目前尚没有规范可依，这是目前隧道设计施工亟待解决的问题。在隧道力学和渗流力学的基础上进行理论分析，研究渗流应力耦合作用下围岩的力学特性，利用特征曲线法分析了不同排放量下围岩与支护的相互作用，并与数值方法计算结果进行对比。计算结果表明：不同排水量下围岩特性曲线不同，支护阻力也不同，不同排水条件下围岩有效切向应力和有效径向应力的变化很明显，排水对围岩应力以及支护体系受力的影响是不容忽视的。另外，传统隧道设计方法在全排水时完全不考虑水的作用是不安全的。所得结论可为堵水限排衬砌结构设计提供理论依据。

采用扫描电镜、数字图像方法和表面积孔隙分析仪研究了天然黄土和固化龄期13，19，24 a加气硅化黄土的微结构和孔隙特征。结果表明：天然黄土和加气硅化黄土的微结构均以粒状架空结构为主；加气硅化黄土架空孔隙内充填有少量凝胶；这些凝胶附着在骨架颗粒表面，增大了颗粒间的接触面积。与天然黄土相比，硅化黄土孔径分布基本无变化，平均孔径、面积比和孔隙体积没有降低，但孔隙表面积从17.810 4 m2/g 增加到27.473 5 m2/g。加气硅化黄土的机制是保持黄土架空孔隙基本不变，通过凝胶薄膜强化了黄土微结构中胶结物的强度，将骨架颗粒黏结成为一个空间网状整体，消除了黄土的湿陷性，并提高了其工程力学性能。

低渗透、异常高压油藏弹性能量充足，储层欠压实，岩石易发生弹塑性变形。根据这些油藏特性，从达西定律的角度推导出了室内一维岩芯中最终采出程度与岩石物性变化的近似关系式，并引入渗透率变化因子分析采收率的影响因素，进而以文13西块油藏岩石为例，通过不同流体介质的渗透率压敏性试验，以及不同加压方式下渗透率变化试验，结合降压弹性开采试验和水驱物理模拟试验，以渗透率变化因子为基础，分析并讨论该类油藏的开采方法。结果表明：该类油藏在保持较慢降压速度、较高孔隙压力水平时，能够获得较高的油藏采收率。

提出了考虑孔隙水压力的滑坡稳定性计算方法，对工程中常用的不平衡推力法进行改进。以某个水电工程滑坡为例，采用FLAC3D进行三维数值分析，对滑坡在地下隧洞排水过程中的孔隙水压、水位及流量等变化进行了模拟。利用FLAC3D计算结果，并使用FISH语言编程，得到改进后的不平衡推力法的所需数据，对滑坡的稳定性变化进行了动态研究。计算结果表明，上述方法很好地反映了地下排水过程中稳定性增长过程，同时表明常规的计算方法低估了地下排水在提高滑坡稳定性和降低剩余下滑力方面的作用。

将巷道简化为圆形，并将掘进迎头视为圆形直立层裂体建立力学模型；导出了层裂体总势能函数的表达式，建立了圆形层裂体的折叠突变模型，得出了瓦斯突出起动的突变条件，并用有限元方法进行了数值模拟。研究表明，层裂体两侧压力差超过临界值将导致瓦斯突出，这对有效防止瓦斯突出具有重要指导意义。

为了研究裂缝孔隙型低渗油藏中流体在双重介质之间的渗流规律及其影响，建立了双重介质间流体窜流的数学模型，并利用拉氏变换数值反演方法给出近似解析解；通过数值计算，研究窜流压力的动态特征，分析储容系数及窜流系数对压力响应的影响；通过压敏试验研究了有效应力对双重介质低渗油藏渗流能力的影响。研究结果表明：储容系数主要决定双重介质之间发生窜流现象的早晚，储容系数越大，发生窜流的时间越晚；储容系数越小，发生窜流的时间越早。窜流系数主要决定双重介质之间发生窜流压力的大小，窜流系数越大，发生窜流的压力越小；窜流系数越小，发生窜流的压力越大。有效应力对裂缝型低渗透油藏的渗流能力影响很大，有效应力的增加能够大大降低裂缝型油藏渗透率和孔隙度，以致降低储层的储容系数和窜流系数，从而影响双重介质间窜流压力的动态特征。因此，在裂缝型低渗透砂岩油藏开采中，保持压力、防止储层伤害是非常重要的。

针对基坑土钉支护开挖边坡的稳定性，讨论了极限平衡方法的局限性，指出应用有限元方法分析评价基坑土体结构稳定性是近年来研究的新趋势。采用滑面应力分析法和强度折减法两种有限元方法对基坑边坡的稳定性进行了研究。对于无支护的基坑边坡，两种有限元方法得到的安全系数和滑动面结果一致，且滑动面形状随基坑土体强度的降低保持不变。对于采用土钉支护的基坑边坡，两种有限元方法得到的安全系数结果一致，不同阶段下滑动面形状和位置不同，这主要是由于在强度折减时，仅仅对土体强度参数进行折减，而未考虑土钉自身强度的降低。最后指出，在应用强度折减法时，是否考虑土钉自身强度的折减有待进一步研究。

根据渗流基本原理，提出了排水孔在地下工程中渗流数值模拟的隐式复合单元法。将排水孔隐含于模型网格中，得到排水孔在模型中的数据信息。判断所有排水孔与单元的相对位置，通过修正排水孔所穿过单元的渗透传导矩阵来模拟排水孔的强排水效果，并通过实例对排水子结构法和隐式复合单元法进行了比较。运用编制的三维有限元计算程序对某地下水电站厂房渗流场及排水孔进行了模拟，结果表明，采用隐式复合单元法对排水孔进行模拟是可行的。

开挖顺层岩石高边坡，往往需要进行预加固，因而合理确定坡体开挖松动区范围便成为核心问题。根据坡体开挖后的应力和位移状态，给出了开挖松动区的明确定义；结合重庆万州—梁平高速公路沿线各顺层高边坡失稳实例，对顺层高边坡开挖松动区进行了研究，简述了松动区的特点，分析了开挖松动区的影响因素。从岩体结构出发，以开挖深度和岩层倾角为主控元素，对顺层高边坡开挖松动区的长度进行了统计分析，结果表明：岩层倾角在15～30°的砂泥岩顺层高边坡最易产生开挖失稳，且松动区长度与开挖深度有关，二者比值较为集中地分布在2～5之间。

通过大量的土工试验，对长江下游苏（州）—（南）通大桥工程区粉质黏土液性指数与天然含水率、天然孔隙比、天然密度、压缩模量、压缩系数、黏聚力的相关关系进行了研究，给出了它们之间的回归关系式，并与国内其他地区的情况进行了比较，发现液性指数与天然孔隙比、天然含水率、天然密度、压缩系数呈很好的线性相关关系，相关系数达0.92以上。（2）液性指数与压缩模量、黏聚力呈较好的指数相关关系，相关系数达0.87以上。根据国内其他地区的地层资料，得出了液性指数与其他物理力学参数的近似相关关系曲线。比较苏通大桥工程区与其他地区的粉质黏土液性指数及其他物理力学参数的相关关系式，显示它们之间有较好的相似性。结果表明，研究结果对类似场地粉质黏土具有重要的参考价值。

研究了利用平面四边形模拟节理岩体三维裂隙网络的方法。在生成裂隙网络时，同时考虑结构面几何参数和力学参数的随机性。利用裂隙网络研究了确定岩体REV尺度的指标。在此基础上，编制了岩体裂隙网络模拟程序、裂隙网络图形输出程序和岩体REV尺度指标分析程序。通过算例分析，验证了研究成果及程序的合理性，并得出了岩体REV尺度约为各组裂隙中最大迹长期望值3~4倍的结论。研究成果为后续计算岩体等效力学参数奠定了基础。

指出物元可拓模型的关联函数是一个分段函数，不便于计算，指标间的互不相容性没有得到彻底解决，影响了物元分析法的应用范围。通过构造一种新的关联函数，改进了物元可拓模型，较好地解决了指标间的互不相容性问题，又便于计算，拓宽了物元分析法的应用范围。将改进的物元可拓模型应用于膨胀土的胀缩等级分类，其合理性和有效性得到了验证。

在分析3D GIS（地理处理系统）技术研究状况的基础上，详细讨论了基于GIS的城市地面沉降信息管理与预测系统的设计思路和功能、体系结构。提出了基于地下水抽汲的地面沉降计算模型的选择原则、基于混合数据模型的地面沉降信息三维建模、数据可视化流程及系统Web发布功能的3层体系结构等解决系统建设中难题的方案。

G23挤压蚀变破碎带是某水电站坝基的主要工程地质问题。通过对该水电站枢纽区新构造运动及构造体系特征的综合分析，探讨了G23挤压蚀变破碎带的成因机制。基于典型岩样的物相及微形貌试验成果，分析了G23带构造岩的岩性特征，明确了G23带岩体的物理性质及其转变特征，预测了该挤压蚀变破碎带在工程作用下的变化趋势。结合蚀变岩样三轴压缩试验的变形破坏规律，阐述了G23带对工程作用的响应及其对工程的影响。

钻孔灌注桩后压浆技术，使水泥浆液在高压下渗透、充填和挤密，与沉渣、泥皮、桩周和桩端土体发生物理化学固结，增大了土体和桩端的强度，改变了桩的受力类型，提高了桩侧摩阻力和端阻力，从而提高了单桩的承载力。在苏通大桥超长大直径桩中应用了桩底后压浆技术。通过试桩静载试验，决定在工程施工中采用U型压浆管方案。试桩结果表明，压浆后极限承载力测试值是压浆前的1.48～2.0倍，压浆后端阻力是压浆前的2.46～7.21倍，表明利用后压浆技术达到了节约工程投资、提高工程施工质量及可靠性的目的，并产生了较大的技术经济效益和良好的社会环境效益，这将促进我国公路桥梁建设的桩基技术迈向一个新台阶。

基坑的开挖是一个水平和竖向压力同时卸载过程；为了研究不同方向卸载对基坑支护位移内力的影响，通过修正的邓肯－张模型模量公式，分别考虑只有水平和竖向卸载情况，对某基坑开挖进行了有限元模拟，发现水平卸载是产生水平位移的主要因素；与考虑水平卸载相比，只考虑竖向卸载时能够使支护产生负内力。通过分析，对支护结构上的实测内力总是小于设计值的原因作出了解释。

首先假设软土的压缩曲线符合双曲线方程，并通过某工程一系列的数据进行验证，验证结果表明双曲线假定比较符合软土压缩曲线；由于双曲线方程参数相对较少，数据拟合确定比较简单易行，可对实际工程软土地基沉降进行简化计算并能满足工程的精度要求；同时还针对目前地质报告一般不提供详细的孔隙比-压缩应力（简称e-p）试验数据的情况，对e-p双曲线方程提出了一个只采用初始孔隙比e0、压缩模量Es来确定其参数的简化方法。在此基础上，基于e-p曲线确定邓肯-张模型的切线模量Et，采用分层总和法应用于软土地基的非线性沉降计算。对计算结果与实测数据进行比较分析表明，所提出的方法是切实可行的。

在分析某工业厂房坍塌原因的基础上，认为由于侧移土体被动桩的成拱效应，地面超载引起的土压力被传递到桩身上，导致桩身发生了较大的侧向变形是这起事故发生的主要原因，事故的发生证明了侧移土体被动桩成拱效应的存在。在此基础上，建立了三维数值模型，对土拱效应的形成过程进行了模拟。对三维情况下被动桩的成拱效应与相同条件二维情况的形式和变化规律进行了比较，对不同桩间距、不同堆载大小情况下的被动桩成拱效应进行了分析，并对成拱效应随时间的变化规律进行了探讨。

以指数趋势模型为基础，建立卡尔曼滤波模型对链子崖危岩体GA监测点的位移量进行预测。首先，把非线性的指数趋势模型经线性化处理后转化成线性模型，用线性最小二乘法求出线性化后的模型参数，再将线性化后的模型参数看作带有动态噪声的状态向量，建立卡尔曼滤波模型，以此模型为基础，对危岩体的位移量进行预测。实例计算表明，用卡尔曼滤波模型对危岩体的位移量进行预测，其预测误差较小，效果较为理想。

在介绍重力坝深层滑动破坏类型和刚体极限平衡分析法的基础上，指出现行混凝土重力坝设计规范（DL5108－1999）关于双斜面抗滑稳定设计表达式存在物理意义不明确及作用力、抗力不分等不合理之处，并给出更合理的设计表达式。算例结果表明，推荐的设计表达式不仅物理意义明确，而且结果也偏于安全，可供工程设计参考和讨论。