为深入探讨硬煤的煤与瓦斯突出机制，对深部硬煤掘进工作面煤与瓦斯突出的相关理论和模型试验进行研究。根据断裂力学、岩石力学及煤与瓦斯突出有关理论，提出深部开采过程中硬煤掘进工作面薄板理论假设，并将该理论应用于深部硬煤掘进工作面煤与瓦斯突出模拟试验研究。对硬煤掘进工作面薄板理论分析，认为工作面尺寸、煤的弹性模量、围岩侧压系数、瓦斯压力等因素对硬煤掘进工作面突出具有较大影响。试验结果表明，在围岩应力、煤的坚固性系数较大的情况下，硬煤突出临界条件主要受围岩应力、煤的弹性模量、围岩侧压系数及工作面尺寸等因素影响，而受瓦斯压力影响相对较小；在围岩应力、试样的坚固性系数较大且煤的弹性模量和侧压系数稳定不变的情况下，发生突出的临界轴向应力随模拟工作面尺寸增大而近似呈线性减小。试验结论基本符合本硬煤突出薄板模型理论公式，在一定程度上验证了硬煤掘进工作面煤薄板模型理论及硬煤掘进工作面突出机制假设。

传统的塑性位势理论隐含了应力主方向和塑性应变增量主方向共轴的假定，无法客观地描述主应力轴旋转过程中的非共轴现象。基于广义位势理论提出的拟弹性弹塑性本构模型，把总的塑性应变分解为满足弹性分解准则的拟弹性部分和符合传统塑性理论假设的纯塑性部分，分解后建立的模型更为合理和简便，同时又可以解决土的非共轴问题。通过单剪试验结果的验证表明，基于广义位势理论的拟弹性弹塑性模型的模拟效果较好，传统的弹塑性模型（共轴模型）模拟得到的主应力方向和塑性主应变增量方向保持共轴，而拟弹性弹塑性模型（非共轴模型）的模拟结果则能够合理地描述主应力轴旋转过程中的非共轴特性，结果更符合实际，从而为解决土的非共轴特性问题提供了一种有效的方法。

基于悬臂梁理论和运用极限平衡法研究反倾层状岩质边坡变形破坏是一种既注重变形过程又注重力学分析的可行方法。在国内外研究现状基础上，研究悬臂梁极限平衡分析模型。首先通过野外现象的观测，提出能对反倾层状边坡变形几何空间条件进行分区的“基准面”的概念，再利用“基准面”分析岩层分区破坏模式的力学机制，认为破坏面的形成机制是弯曲拉裂和压缩剪切的共同作用结果，对悬臂梁极限平衡分析模型中的各参数确定给出假设或理论分析，建立了计算模型。以重庆市巫溪县中梁水库硝洞槽-郑家大沟库段反倾岸坡为例，在边坡变形破坏模式识别基础上，应用悬臂梁极限平衡模型理论分析实例，验证该模型的合理性，同时也给出反倾层状边坡悬臂梁极限平衡模型计算步骤，用数值模拟方法验证该分析模型的正确性。模型计算结果表明，破坏区大体分为滑移区、倾倒区和倾倒变形影响区，破坏区大小由坡角、岩层倾角、坡高共同决定，当三者关系（见式（13））大于0时，才存在破坏区，才有可能发生变形破坏。研究成果对反倾层状岩质边坡稳定性评价与防治具有理论指导意义和应用价值。

节理岩体具有特殊的不连续结构，从而展现出复杂的各向异性力学特性。为了掌握这一复杂力学特性，从理论上分析了单一节理面的力学效应，并通过常规三轴压缩试验研究了单一预制贯通节理试件的各向异性力学特性。结果表明，节理试件的力学特性分为受节理面控制和岩块控制；与完整试件相比，节理试件的力学参数均有不同程度降低，其中弹性模量、抗压强度、黏聚力随节理倾角呈U型分布，最小值均出现在60°倾角节理试件，而内摩擦角与节理倾角呈线性增大关系；随着围压等级升高，不同倾角节理试件弹性模量和抗压强度的最大值与最小值的比值降低，力学性能差异减小。

针对Ⅲ、Ⅳ级围岩，以江西高速公路隧道为背景，采用弹-黏塑性有限单元法分析预测不同类别隧道围岩变形。选取现场Ⅲ、Ⅳ级围岩进行室内剪切流变试验，分析得到Ⅲ、Ⅳ类岩样流变试验曲线与广义Kelvin 模型的流变曲线吻合较好。基于广义Kelvin模型，推导出黏弹性模型复杂应力状态下的应力-应变关系。采用施工过程的黏弹性动态反分析法计算围岩参数，结合反演参数对预测隧道围岩变形进行预测分析。研究成果已应用于实际隧道工程中，指导、修正设计和施工参数，可为安全施工提供合理依据。

基于平面弹性复变函数中的保角变换方法，推导出带有衬砌的非圆形隧洞在原始地应力作用下的应力解析解。根据衬砌内边界的应力边界条件及围岩衬砌接触面上的应力和位移连续条件，获得求解围岩和衬砌解析函数的基本方程，计算了围岩和衬砌中的应力和位移。在求解过程中，考虑了支护滞后于开挖的力学过程，并认为围岩和衬砌之间紧密接触，不会相互分开和相对滑动。以马蹄形隧洞为例，获得了围岩开挖边界和衬砌内外边界的切向应力及围岩与衬砌接触面上的接触应力分布规律，并与ANSYS数值方法结果对比，算例表明两种方法的计算结果吻合很好。

提出一种用以确定岩爆灾害评价中各指标权重的组合赋权（GEM-GW）方法。该方法依据信息熵理论，对基本熵权法进行改进，理论上解决熵权法在某些情况下不适用的问题，并引入欧几里得距离函数，使得主、客观权重之间和偏好系数间的差异程度一致，从而获得理想的综合权重。在该基础上，根据岩爆的成因及特点，选取影响岩爆的主要评价指标，同时对灰色聚类法进行优化，建立基于组合赋权的岩爆倾向性预测灰评估模型。利用该模型，对国内外一些重大深部岩石工程岩爆案例进行分析，并与模糊综合评判法、属性综合评判法、未确知测度评价法和物元分析法及实际情况进行比较。研究结果表明，该模型预测结果与实际情况吻合较好，预测精度较高，从而验证该模型的有效性及实用性。研究方法为岩爆灾害的准确预测提供一种切实可行的途径。

为了研究干密度、含水率和NaCl含量对遗址土热劣化的影响，采用Hot Disk热常数分析仪对良渚遗址、交河故城遗址和通古斯巴西古城遗址的遗址土重塑样进行了热物理参数的测试，分别确定了遗址土的导热系数、热扩散系数和体积比热随干密度和含水率的变化关系。对通古斯巴西古城遗址重塑样掺入了不同含量的NaCl，研究了含盐量对遗址土重塑样导热系数的影响。结果表明，当含水率与干密度增加时，3种遗址土的导热系数均呈线性增长，热扩散系数和体积比热也随着含水率与干密度的增加而增大；相同条件下3种遗址土的热物理参数存在差异，良渚遗址的较大，交河遗址的较小，通古斯巴西古城的居中总体上与土中SiO2含量成正相关关系。当干密度与含水率一定时， 掺入NaCl增加了遗址土的导热系数。

针对现阶段岩体循环加载下力学响应研究中的不足之处，以宜昌地区钙质中-细砂岩为研究对象和以RMT-150C岩土力学试验系统为试验平台，开展了毫秒(ms)量级三角波卸载段变形速率预测率模型研究。将卸载过程分为非滞后时间段和滞后时间段，给出各段判别依据，提出所需相关参数。定量指出滞后时间段带来的影响，给出滞后时间段的预测模型。在非滞后时间段提出表观弹性模量的概念，试验数据分析表明未出现加载破坏前，岩样表观弹性模量和即时垂向力始终保持线性关系。在该基础上建立三角波卸载段非滞后时间段的变形速率预测率模型模型，由于加载仪器不能精确输入三角波，将加载速率平均值修正和载荷速率中加入常数项修正后，该模型的预测变形速率和应力-应变曲线与实测值精确吻合，表明所建模型的合理性。

通过真三轴试验，研究冲击荷载作用下海积软土的孔隙水压力、轴向变形等动力响应特征。利用热失重法和理论计算法，分析试验前后软土中结合水含量。研究表明，冲击荷载作用前后含水率变幅为15.6%～23.5%，结合水含量变幅为17.6%～29.4%，体积增大系数为2.1%～9.5%，冲击荷载作用下饱和软土的排水固结作用明显；试验前后软土中结合水含量变化较大，冲击荷载作用下软土的动力释水不同于静力作用下的释水规律；影响软土动力释水的主要因素有初始含水率、结合水含量、孔隙比、土的状态、动荷载大小和加载方式等。最后，总结出冲击荷载作用下海积软土动力释水规律和对工程设计的启示，该研究可为动力排水固结法的设计提供参考。

以锦屏某高边坡砂岩所赋存的高地应力环境为基础，开展峰前卸围压力学特性试验，研究了应力-应变全过程曲线、变形特征及参数劣化效应。试验结果表明，相对于加载试验，岩样卸荷破坏表现出明显的脆性特征，相同初始围压下卸荷破坏所需偏应力较加载试验少；卸荷过程横向应变和体积应变急剧增大，卸荷方向表现出明显的扩容特征；当初始围压小于某一值（30 MPa），岩样破坏所需卸荷量随初始围压增大而增大，当初始围压达到一定值（40 MPa时），脆性特征更加明显，很少的卸荷量即可引起岩样破坏。以表征岩石卸荷程度的卸荷量H为参变量，分别对高、低围压下卸荷过程中变形参数（变形模量和泊松比）随卸荷量变化关系进行拟合，得到高、低地应力区卸荷过程中变形劣化参数的关系式。试验结果和计算方法对高应力区边坡开挖的稳定性评价具有一定指导意义。

针对深部地层同一种泥岩，先后采用常规渗透测试、变围压渗透测试和三轴压缩下瞬态法3种方法开展渗透率的测试研究。试验发现，3种方法下泥岩的渗透率差别极大，其中常规渗透测试所得的渗透率高出后两种方法3~5个数量级；变围压法在围压大于5 MPa后与三轴压缩下的瞬态法所测得的渗透率值较为接近；瞬态法下泥岩渗透率随偏应力增加而缓慢 降低，偏应力高达30 MPa时仍未出现扩容现象。测试显示泥岩的渗透率具有强烈的压力敏感性，其内在原因是较高围压下裂隙闭合、孔隙压紧、孔喉连通性减小，进而导致渗透率下降，而制样、烘干处理等对渗透率也有一定影响。基于试验结果与泥岩所处实际地层应力状态，提出可采用变围压法开展油气储集层的盖层的渗透率及其演化规律研究，而三轴压缩下瞬态法则更适用于能源储库盖层及核废料处置室围岩的渗透规律研究；常规渗透方法所得数据的应用则须商榷。研究结论对研究深部泥岩的渗透特性和密封性能有一定参考价值。

首先介绍试验装置、模型相似比、试验模型箱等，然后对围岩与隧道结构的加速度响应、衬砌的位移和应变响应以及仰坡坡面的破坏情况进行分析。分析表明，由于洞口临空面的存在，隧道洞口处会出现加速度和位移的放大效应，不同的仰坡角度下均符合该特性，但随着仰坡坡度的增加，放大效应会逐渐减弱。在振动过程中衬砌横断面承受循环的拉压荷载作用，两侧的拱肩和拱脚位置出现较大的地震附加弯矩，受力特性与仰坡坡度无关，但地震附加弯矩会随着覆土厚度和结构惯性力的增加而增大；随着仰坡坡度的增加，结构与围岩在洞口处的相互作用会逐渐减弱，仰坡坡面的破坏形式分别为坡面的局部崩塌、衬砌顶部的大面积滑塌和坡顶的高位滑塌，均为浅层破坏，但坡面坍塌围岩会不同程度的掩埋洞口，对隧道的正常使用造成严重的影响，故应对洞口仰坡进行重点设防。分析结果对于合理认识山岭隧道洞口段地震响应特征具有积极作用，可供隧道实际工程设计和施工的抗震设防参考。

基于颗粒流理论，以黄岛国家石油储备库地下洞库的花岗岩室内试验测试为背景，借助PFC2D（particle flow code）的黏结颗粒模型（bonded particle model, BPM）建立双轴压缩模型。以花岗岩室内试验的宏观力学参数和破坏形态为参照，通过“试错法”得出黏结颗粒模型相对应的细观物理力学性质参数。模拟试验的弹性模量、泊松比与室内试验值吻合较好，BPM模型由于选用圆形颗粒导致黏聚力和内摩擦角与室内试验值相比有一定偏差。模拟试验与室内试验的试件破坏形态均以单斜面剪切破坏为主。采用校准的细观物理力学性质参数，应用BPM模型再现花岗岩压缩试验全过程，深入分析微裂纹萌生演化及能量变化规律。研究表明，压缩过程中岩石试件内裂纹扩展主要经历平稳发展-急剧增加-平稳发展3个阶段；变形过程中，花岗岩试件边界能、应变能、黏结能、摩擦能及动能在各个阶段的变化很好地解释花岗岩受力破坏的细观力学机制。

常规的抗剪强度指标黏聚力c和内摩擦角φ无法准确描述堆载作用下任意固结度时软土的力学特性，而现有的考虑软土抗剪强度值随固结度增长的极限平衡法无法得出应力场、位移场等实际工程需要的数据，因此，基于理论推导和室内试验，对堆载作用下软土抗剪强度指标随固结度的变化规律进行了分析。对现有的2个计算公式进行了对比分析，得出它们具有等价性。从孔隙水压力的角度进行分析，提出了新的计算公式，并且得出内摩擦角随固结度单调递增，黏聚力随固结度单调递减的变化规律。当固结度一定且不为100%时，黏聚力与初始固结压力呈线性增长的关系，内摩擦角与其无关。室内试验表明，由于综合考虑了有效应力参数和总应力参数，新推导公式与试验结果吻合得更好，证明了新推导公式正确性和优越性。

筋材与土体接触面的相互作用较为复杂，它是加筋土工程设计中的关键所在。为了研究筋土界面的作用机制，采用福建标准砂与玻璃纤维土工格栅进行了一系列室内大型直剪试验，较为系统地分析了格栅横肋与纵肋及格栅几何尺寸对于筋土界面强度特性的影响。试验结果表明，格栅的横肋与纵肋在界面强度中均发挥了较大的作用，两者表现为不同的作用机制，当剪切位移较小时格栅横肋的被动阻力和纵肋的摩阻力起到共同承担荷载的作用；随着剪切位移的增大，横肋的被动阻力进一步提升，纵肋发挥了较为显著的提高筋材刚度的框架作用。因此，格栅的纵横肋需要按合理比例搭配才能发挥出较大的筋土界面强度。

开展3种不同温度作用下粉土的持水特征曲线（SWRC）试验，测量脱湿过程中土体的体积变化，修正体变对体积含水率的影响。试验结果表明，在减湿过程中粉土体积发生明显收缩，孔隙比由0.675降低到0.645左右，不同温度作用下的最终孔隙比相差仅为0.003，说明粉土的变形对温度不是很敏感；温度对粉土持水性能影响显著，粉土的进气值随着温度的升高而降低；基质吸力为50 kPa时，不同温度下粉土持水性能差异达到最大值，20 ℃、30 ℃、40 ℃时的体积含水率分别为0.397、0.361和0.338；粉土的体积含水率随温度越高逐渐减小，但彼此之间的差异随着温度升高而逐渐减弱。孔隙中水的物理特性以及水、气的赋存状态是不同温度下粉土持水性能存在差异的主要原因

滑坡-碎屑流由于高速、远程的特点常常引发灾难性事故，其复杂的运动机制导致预测致灾范围非常困难。通过开展室内模型试验，研究了碎屑粒径、滑床糙率和挑坎对运动特性的影响。试验结果发现，滑坡碎屑运动距离受控于前端碎屑，且随着碎屑的粒径增大而增加，增加滑床糙率、挑坎均可使碎屑的运动距离减小。在前人研究成果的基础上结合碎屑材料的力学特性探讨了滑坡-碎屑流出现流态化的原因和高速远程机制，即高速运动中颗粒间的作用力远小于完整岩体，因此颗粒间的“黏聚力”不能维持滑坡体的整体性，同时致使滑坡体与滑床接触的过程中传递至滑坡体内部的摩阻力减少，从而导致碎屑滑坡的远程结果。

分别介绍了3种常用的库岸滑坡涌浪经验估算方法——美国土木工程学会推荐方法、潘家铮方法和水科院经验公式法。针对乐昌峡水库鹅公带古滑坡体滑坡涌浪预测问题，采用3种常用经验估算方法，并构建几何比尺1:150的物理模型，对设计洪水位和正常蓄水位条件下滑坡体不同滑速所产生的涌浪进行计算和测试。通过滑坡入水点对岸山坡涌浪爬高、坝前涌浪爬高和B3测点涌浪高度结果的对比分析，发现3种常用经验估算法计算结果差异较大，其中潘家铮方法与模型试验结果最为接近。通过对计算结果差异的进一步分析，推荐在采用经验估算法进行库岸滑坡涌浪预测时选择潘家铮方法，此外，还解释了物理模型试验中所出现的一些现象，可供库岸滑坡涌浪预测参考。

以广西白色强膨胀土为研究对象，对有、无植被覆盖和农膜覆盖的膨胀土分别进行30 d持续蒸发试验，研究持续蒸发过程对膨胀土湿热和裂隙拓展特性的影响。结果表明，无植被覆盖时表层土体脱湿量及脱湿速率分别为7.38%和0.17%/d，植被覆盖时分别为5.29%和0.07%/d，显然植被覆盖的脱湿量和脱湿速率均小于无植被覆盖的，而农膜覆盖土体蒸发受到遏制，水分无散失；无植被覆盖和农膜覆盖土体平均温度变化分别是7.36 ℃和9.72 ℃，比植被覆盖的2.03 ℃大5～ 8 ℃，可见植被覆盖降低了土体温度变化幅度；无植被覆盖土体裂隙深度达32 cm，与湿热影响深度28 cm较接近；植被覆盖和农膜覆盖土体平面及竖向均无出现明显裂隙，植被覆盖和蒸发受到遏制的状态可阻止土体裂隙开展。

门架式双排抗滑桩的计算模型大部分将桩排间岩土体视为弹性材料，而岩土体为弹塑性材料，使得抗滑桩内力、位移计算结果与实际情况相差较大。假设桩排间岩土体为弹塑性材料，提出一种弹塑性计算模型，该模型将桩排间岩土体看作线弹性单元和塑性单元的组合，根据结构力学知识、土的本构关系和数值分析方法建立一种计算前后排抗滑桩内力的计算方法。首先，由已知的桩顶位移，并结合结构力学位移法求出桩间土总应力。根据Lade-Duncan模型导出这两个单元的基本参数，然后，结合数值分析方法计算出抗滑桩的内力，最后，结合工程实例，运用ANSYS有限元软件进行计算分析，得出门架式双排抗滑桩的内力图。对比监测数据和弹性模型计算结果表明，弹塑性模型的计算结果比弹性模型更加接近监测值。

基于滑移线场理论，按边坡坡面变形量评价其稳定性，提出均质边坡极限曲线法。该法是求有重边坡极限荷载的逆过程，也是强度折减法的对偶过程。以特征线法差分方程组（SCM）和试验方程近似公式（CCM）求得的极限坡面曲线与坡面线相交为变形破坏准则，定义了安全度（DOS）和破坏度（DOF）2个评价指标。该方法不必假设和搜索临界滑动面。经典考题和典型算例的验算表明，随着节点的增加SCM法计算精度增加，边界步长不变时，3次样条插值求得的变形破坏准则判断值不变，说明SCM算法稳定。典型算例的计算数据和图例表明，边坡角变大时边坡稳定性降低，极限坡面曲线与坡面由无交点变为有交点，证明了变形破坏准则的正确性。由2个例题计算结果对比可知，安全系数较大时，SCM法、CCM法计算结果与其具有可比性，相对于原边界条件增加了外荷载；安全系数变小时，SCM法、CCM法偏于保守。34个样本计算正确率为安全系数法67.7%，应力状态法73.5%，CCM法79.4%，SCM法70.6%，表明SCM法和CCM法正确率较高，计算结果可靠，SCM法、CCM法因素敏感性分析结论与安全系数法完全一致。在露天矿边坡稳定性和最终边坡角的分析与计算中，SCM法、CCM法结论与原报告相同，当参数变小时CCM法更有利于实践，具有一定的工程应用价值。

进行嵌岩桩与滑坡体相互作用的框架式滑坡物理模型试验，根据微型土压力盒和电阻应变计的监测数据，分别研究滑坡推力作用下模型桩的受力特征、桩身弯矩分布规律及模型变形破坏模式。试验结果表明，嵌岩桩加固后的滑坡，桩后推力随深度的增加呈抛物线型分布形式，合力作用点约在滑动面以上模型桩自由段的1/2处；嵌岩模型桩有明显的抗滑特性，承担了大部分桩后推力，传递至桩前土压力值较小且稳定；模型桩的桩身弯矩分布形式不同于普通抗滑桩弯矩分布形式，自由段埋深0~15 cm范围内为主要弯矩承受区域，最大弯矩截面位于滑面上模型桩自由段1/3处，滑动面处桩身弯矩绝对值较小；滑坡模型在沿滑面推力加载作用下发生桩后滑体越桩滑动破坏。该试验成果为嵌岩桩的抗滑特性研究提供了科学依据，可为该类型抗滑桩设计提供一定的指导性建议。

针对统一强度理论（UST）拟合非线性强度的局限和岩土材料强度特点，提出拟合岩土非线性强度特征的脆性剪切分析方法，建立了过渡式双线性强度分解公式。以脆断、剪切双重破坏机制，解释Hoek-Brown准则的非线性特征机制，并推导出体现岩石、岩体类材料非线性强度特征的脆剪强度公式。Mine-by隧道和北山花岗岩强度数据分析显示，在岩体折减强度、试验数据直接拟合实例分析中，脆剪强度与Hoek-Brown强度相关性系数均在0.98以上，在该基础上建立岩体非线性强度脆剪分析的双线性过渡式，并提出对应的统一强度理论形式，实现统一强度理论在拟合岩土非线性强度准则中的扩展。

以坡体内含有多组结构面的复杂反倾岩质边坡为研究对象，考虑结构面未将岩块与母岩彻底分离的情况，建立了复杂反倾岩质边坡的稳定性分析方法。首先，根据岩层的受荷状态和岩层间的接触关系，建立各岩层的挠度计算方法。然后，以岩层的挠度为关联变量建立方程组，通过求解方程组得到各岩层间的层间荷载，进而量化了边坡内各岩块后部结构面受到的荷载，并据此构建了各结构面的断裂力学模型。利用该模型并基于断裂力学建立了各岩块的稳定系数计算方法。最后，通过算例分析表明文中建立的复杂反倾岩质边坡稳定分析方法得到的结果与边坡实际破坏形态基本一致。

采用模型试验和数值模拟方法，研究单轴压缩载荷下带裂纹直墙拱形隧道在不同的裂纹面与隧道垂直边墙之间的夹角 时围岩损伤破坏规律。试验采用水泥砂浆制作成具有不同夹角 的直墙拱形隧道模型，养护30 d后进行加载。数值模拟采用混凝土损伤塑性模型，计算出隧道周边各点的应力和裂纹尖端的应力强度因子，与模型试验结果吻合较好。结果表明，拱肩处的裂纹会降低隧道的整体稳定性及强度，在裂纹尖端及侧壁产生很大的应力集中，但随着 角度的变化，强度降低的程度有所不同；当 = 60?和 = 130?时，裂纹对其整体稳定性及强度的影响最大，其裂纹尖端的应力集中现象最为明显，而且破坏应力峰值仅为无裂纹模型的40.9%和41.8%。

三峡库区侏罗系地层具有独特的软硬相间的岩性组合和结构特征，侏罗系砂泥岩软硬相间地层是该地区典型的易滑地层，是滑坡集中发育的地层之一，也是三峡库区滑坡防治工作中的重点区域。为深入研究软硬相间层状岩质边坡的稳定性，通过对理论概化模型的分析，构建了软硬相间顺层岩质边坡的参数劣化计算模型。考虑风化作用对岩体结构面抗剪强度参数劣化的影响，引入空间变异函数，提出软硬相间层状岩质边坡结构面抗剪强度参数劣化模型，导出软硬相间层状岩质边坡沿层面方向抗剪强度参数劣化的函数表达式，表征了分析点的风化影响厚度与其强度参数的一一对应关系，有利于边坡稳定性的定量分析。利用该函数表达式对沿层面方向岩体的强度参数进行劣化，利用劣化后的强度参数进行稳定性评价，得到分析点至坡面距离与该点稳定系数的对应关系曲线，并结合三峡库区边坡实例进行了验证分析，指出软硬相间层状岩质边坡岩体抗剪强度参数的劣化对其稳定性评价具有较大影响，单平面滑动的稳定分析中抗剪强度参数沿层面恒定分布的假定具有一定的局限性；若不考虑结构面抗剪强度参数的劣化，可能导致稳定性计算结果偏于不安全。

我国海域普遍分布有迭层土，由于结构的特殊性，对于其性质的准确把握，直接影响到海洋工程诸如打桩、钻井船插深等问题预测的准确性，关系到海洋工程建设的安全。现场进行孔压静力触探CPTU试验以及室内试验，分析我国南海海域迭层土的物理、力学性质的特点，对迭层土抗剪强度值的确定进行探讨。CPTU试验数据显示，迭层土的物理力学性质与单一土层具有较明显的差异；由于迭层土中砂层的存在，室内三轴不排水剪切试验（UU试验）确定的不排水强度明显偏低，是CPTU确定的不排水抗剪强度的下限值。CPTU的结果可以较好地反映了迭层土的特点，根据CPTU试验结果得到的摩阻比变化范围较大，在0～8之间远大于一般的砂土或黏土的变化范围，摩阻比与修正端阻之间的关系可用双曲线近似表示。建议进行静力分析时，迭层土不排水抗剪强度参数选取应参考CPTU试验结果。

以颗粒堆积模型为基础，考虑了低渗透岩心颗粒不同排列方式和不同变形方式，建立了毛管束模型，并通过颗粒Hertz接触变形原理对毛管变形量进行计算，研究毛管和多孔介质应力敏感性定量表征关系，通过有效毛管分数和毛管变形规律探讨了低渗透储层应力敏感性的作用机制。研究表明，低渗透储层的应力敏感性主要表现为渗透率的应力敏感性，相比于渗透率应力敏感性，孔隙度应力敏感性较弱；低渗透储层应力敏感性与岩石颗粒排列方式、颗粒变形方式、岩石微观孔隙结构、固液界面作用力和启动压力梯度效应等密切相关；考虑有效毛管分数和毛管变形量的多孔介质应力敏感性量化模型可从应力敏感性微观作用机制角度解释低渗透储层应力敏感性。

在高放废物处置库长期运营过程中包封容器将发生破坏，核素会向外界迁移，缓冲回填材料的水力传导系数是评价处置库工程屏障性能的重要指标。采用柔性壁渗透仪，研究2.0×10-5 mol/L的Eu(III)溶液作为渗入液时膨润土-砂混合物的渗透特性。结果表明，膨润土-砂混合物的水力传导系数K=(2.07～5.23)×10-10 cm/s；在0～50%掺砂率范围内，膨润土-砂混合物吸水膨胀过程中渗透性能随掺砂率增大时没有明显的变化，能够满足高放废物处置库缓冲回填材料低渗透性的要求。使用有效黏土密度的概念，得到膨润土-砂混合物的体积膨胀率随初始有效黏土密度的增大呈指数增大的趋势；混合物水力传导系数的对数值与有效黏土密度存在良好的线性衰减关系；与蒸馏水相比，渗入液(ECDD)为2.0×10-5 mol/L的Eu(III)溶液时，膨润土-砂混合物的水力传导系数较小，可能是由于渗入液黏滞性的影响。

群桩中各基桩在地基土中的加筋与遮帘效应是客观存在的，然而，在目前的桩基沉降理论与实践中，相关的研究仍显不足。基于剪切变形法理论，考虑桩的加筋与遮帘效应，求得各基桩在自身桩顶荷载作用下产生的沉降以及其引起相邻桩的附加沉降量，由此提出群桩中任两桩的相互作用系数简化公式，同时，也得到各基桩桩侧及桩端桩-土接触等效弹簧刚度，并基于荷载传递法原理，建立了成层地基条件下各基桩在自身桩顶荷载作用下的桩身位移平衡方程，推导出各土层层顶处桩身沉降、轴力与层底处桩身沉降、轴力之间的递推关系，进而将公式推广到高、低承台群桩基础计算中。工程算例分析表明，用该方法计算有较高的精度，求得的荷载-沉降曲线及两桩相互作用系数与实测值吻合较好；相互作用系数要明显小于弹性理论计算结果。

岩土的流变性质使建（构）筑物基础的承载性能具有时间相关性，对运营期建筑结构的安全性造成较大的影响。为了进一步探讨城市桥梁桩基础承载性能随时间的变化规律，对某桥梁工程的2根试验桩进行了长效荷载试验研究，得出了桩顶沉降和桩身承载性能随时间的变化规律。利用桩基承载性能时空效应新理论对试验结果进行分析拟合，获得真实的桩土力学参数，得到工程桩桩顶沉降随时间变化的解析解。试验成果进一步揭示了桩在长效荷载作用下自然而真实的发展变化规律，为检验验证理论研究成果提供可靠的依据，可用于指导同等条件下工程桩设计和施工时预测桩的工后沉降变化趋势，控制基础稳定性，同时为解决路桥的工后运营期沉降控制提供科学合理的理论依据。

Maksimovic峰值剪切强度准则形式简洁，参数的物理含义明确，但由于反映节理粗糙程度的特征量“粗糙度角 ”须由试验值确定，因此不可用于估算岩石节理的峰值剪切强度。改进的Maksimovic峰值剪切强度准则在继承原准则优点的基础上，采用定量化的三维形貌参数表示节理的“粗糙度角 ”。采用岩石节理的直剪切试验数据对改进的Maksimovic峰值剪切强度准则进行了试验验证，计算值与试验值具有很好的相关性，表明可以采用该准则估算岩石节理的峰值剪切强度。

应用大刚度、长标距、大量程的SDW-100型位移传感器，采用500 kN/m高强有纺土工布进行室内试验和现场试验，研究高强土工布加筋垫层的变形情况。室内拉伸试验成果表明，位移传感器在每级加荷情形下的变形量与试验机上显示变形量具有较好的一致性，说明该类型传感器用于现场加筋高强土工布的变形测试是适用的，并因此得到高强有纺土工布的变形模量为8314.4 kN/m。现场试验表明，(1) 大堤底部的土工布位移曲线基本表现为盆形，中轴线下的土工布位移量最大；(2) 大堤下部土工布的位移量大小与外棱体的位移方向明显相关；(3) 现场试验中高强土工布的最大实测变形率为11.9%，按室内试验得到的变形模量计算出该计算高强有纺土工布的应力值为837.40 kN/m，表明按照现场实际加荷速率设计的高强有纺土工布强度值偏小；(4) 施工间歇期高强土工布的应力会出现重分布现象，具体表现为大堤轴线下变形量明显减小，现场实测成果与Plaxis有限元计算成果规律性吻合情况较好，试验成果符合一般规律；(5) 土工布的变形率与围堤上部现场施工加荷的速率关系很大，现场施工时设计单位应当提出一个加荷速率控制值；(6) 当高强有纺土工布的强度一定时，土工布的伸长率相对较大有利于快速加荷施工。

为解释挡土墙后填土被动土压力的非线性分布现象，在考虑土拱形状为圆弧，滑裂面采用朗肯滑裂面的基础上，给出考虑土拱效应的被动土压力系数Kawn，进而基于应力状态法及土楔形体静力平衡两种思想求解了竖向平均应力 公式，在该基础上，给出黏性土填料下的挡土墙被动土压力分布公式、合力公式及作用点高度计算公式。通过与试验与其他方法对比，文中提出的方法得到验证。最后，研究了黏性土填料下的挡土墙被动土压力变化规律，即考虑土拱效应求得的黏性土填料的被动土压力分布呈现上小下大的指数型分布。此外，随着δ/φ（δ为墙土摩擦角，φ为内摩擦角）的增大，土拱效应逐渐增强，土压力合力点逐渐降低。

收集我国大陆地区湛江、黄岛、烟台、惠州、锦州、大连等在建和已建的地下水封洞库工程区76组地应力测试数据，建立了我国地下水封洞库库址区水平主应力 、垂直主应力 及侧压比k随埋深的分布图，参照Hoek-Brown方法对地应力特征进行回归分析。结果表明，我国大陆地区地下水封洞库库址区浅部地应力总体上随埋深H增大而增大，垂直主应力 与H线性关系良好，应力变化梯度略小于Hoek-Brown关系式中的0.027；最大主应力 及最小水平主应力 整体上随深度增大而线性增大，散点主要分布在一个倾斜的平行带内；(3) 侧压比k在H＜200 m范围内分布较为分散，在H ＞200 m范围内较为集中，且侧压比分布包络线位于Hoek-Brown包络线之内，与全球地应力分布规律较为接近。研究分析和总结了我国地下水封洞库库址区建库深度范围内地应力场分布规律，对我国石油（气）战略储备的规划布局、建设和发展具有一定参考价值。

地质力学磁力模型试验利用电磁力（场）模拟重力（场）的原理研究地质力学工程问题，采用的相似材料由铁磁材料与岩土体混合而成。铁磁材料在磁场中的受力方向和大小与所处空间的磁通密度梯度的大小和方向有关，为了模拟均匀的重力场，需要得到在一定空间范围内磁通密度梯度大小相同、方向单一的磁场。根据电磁学基本原理，构建了3种磁路形式以获得磁通密度梯度相对均匀的磁场，对磁力模型试验相似材料进行加载。对比3种磁路，在最佳试验区内开放式磁路对磁场的利用率更高，所以在电流相同条件下等到的磁通密度梯度的量值也更大。与另两种磁路形式相比，尽管半开放式磁路在重量和工作效率上的性能不及开放式和封闭式磁路，但其最佳试验空间的磁通密度梯度的均匀性最好，误差在5%以内，半开放式磁路可以作为地质力学磁力模型试验的磁场发生装置。

硬厚覆岩的破断与结构将发生显著的变化。针对汝箕沟煤矿二2煤层上覆厚层石英砂岩条件，采用现场实测、数值模拟、理论分析及现场试验等方法，研究了硬厚覆岩裂隙发育特征、破断运动、矿压显现特征及断顶控制技术，为硬厚覆岩工作面灾害防治提供了依据。研究表明，硬厚石英砂岩的微观结构致密完整，呈现大面积悬空、大步距破断运动，引起强烈的支架动载，甚至导致工作面风流逆转、沟通上部采空区隐形火区；硬厚岩层破断运移后产生明显的离层空间，并在开切眼上部和工作面上部及采空区中部形成覆岩主裂隙带，且发育高度大于经验计算数值，甚至与上方采空区沟通诱发灾害；实施开切眼深孔断顶爆破及降低工作面采高，有效缩短了硬厚岩层的初次破断步距，降低了支架动载及主裂隙带高度。

为研究矿柱稳定性影响因素的敏感程度，以招金大尹格庄金矿为研究背景，从矿柱载荷、强度、失稳形式及影响因素确定四方面推导出两种矿柱形式的安全系数计算公式，设计采用6因素5水平正交试验对矿柱稳定性影响因素敏感性进行分析，并研究主要影响因素与矿柱安全系数之间的函数关系。研究表明，矿柱宽度、矿体开采深度和矿房宽度3个主要因素对矿柱稳定性影响程度是最为剧烈的；矿柱安全系数随着矿柱宽度地增加呈指数形式递增且递增速率不断加大，随矿体开采深度地增加呈幂函数形式递减且递减速率逐渐变缓，随矿房宽度地增加呈负指数形式递减且降低速率逐渐变慢。利用DPS和Matlab建立的矿柱安全系数回归方程得出保证安全生产的合理矿柱尺寸，矿房宽度应不超过8 m，布置条形矿柱宽度应不小于3.6 m，布置方形矿柱宽度应不小于5.9 m。结合采场矿柱布置实际，应用效果较为理想，可为下中段矿体回采矿块布置提供较好的依据。

针对洞口段均质围岩仰坡、含软弱夹层仰坡和桁架梁加固仰坡围岩3种工况，开展大型振动台模型试验，分析隧道洞口段仰坡模型土破坏形态。试验结果表明，均质边坡洞口段模型土在动力作用下坡肩土体先出现张拉裂缝，随着激振加速度增加，坡肩土体局部出现倾倒崩塌，最后沿坡面滑落堆积；含软弱夹层边坡在地震力作用下，仰坡坡脚部位土体挤压破碎，坡顶表面沿软弱夹层位置出现张拉裂缝，上覆土体沿软弱夹层滑动，最后土体大规模崩塌、滑落；洞口段加固边坡在动力作用下基本保持整体稳定，只部分梁格出现了局部的掉块，模型土顶部出现沿隧道轴向的细微裂缝。分析了隧道洞口段衬砌结构破坏形态，试验结果表明均质边坡洞口段AB两段衬砌模型裂缝分布较CD段复杂，认为洞口段地震影响深度为AB两段衬砌的长度，对应于实际工程中40 m；受软弱夹层影响，跨软弱夹层部衬砌模型裂缝形态较复杂；仰坡加固后，洞口段衬砌模型受力改善。研究结果可为山岭隧道洞口段边坡抗减震研究和设计提供参考。

地震作用下冰水域桥墩受到动水压力与动冰荷载的的双重影响。基于Morison动水理论和Croteau动冰力模型，提出一种适用于冰水域桥墩动力时程反应分析的简便计算模型，通过振动台试验验证了其有效性，并分析了海冰质量和水深对冰海域桥墩动力响应的影响。结果表明，强震作用下有冰时墩底最大曲率比无冰时最大增加8.93倍，桥墩被自由冰包围时，墩底截面出现最大曲率时对应的海冰质量随着水深的增加而变大；随着冰质量的持续增大，墩身最大位移易超越极限位移，造成桥梁垮塌，在桥梁设计中应重点考虑。

在川南地区在近年的煤炭开发过程中，多数基建矿井在巷道开拓期间大量出现围岩软弱、易风化、节理裂隙发育、变形大、支护难、多次返修等严重困扰矿井正常投产的支护难题，为合理选取支护技术，必须对软岩类型及等级进行划分。首先进行地质工程调查，选择巷道主要分布的厚层黑灰色泥岩为研究对象，在井下采用点荷载测试仪对新鲜不规则岩块进行强度测试。在对可疑数据采用Grubbs准则进行取舍后，采用传统法、ISRM法、工程分级法分别进行点荷载强度计算，所得结果采用F检验法和t检验法对各公式计算结果进行随机误差和系统误差检验，研究各方法的适宜性。研究发现，在对泥岩进行点荷载测试时，传统法和ISRM法较工程分级法所得单轴抗压强度平均值的随机误差和系统误差小，更适宜作为该类岩性进行工程软岩分级评价时的重要指标；点荷载所获泥岩强度值的偏差系数在11%～30%范围内，与一般岩石单轴抗压强度测定值偏差系数接近，具有可靠、快速、方便、费用低的优点，适宜作为围岩取样困难的巷道进行软岩类型评价的测试方法。

通过对2011年新西兰发生的6.3级地震中获取的硬土场地、软土场地和液化场地强震记录实测资料进行分析，研究包括3种类型场地的地震动特征及其相互关系。分析的强震记录为震中距小于50 km，且峰值大于0.05g的23个场地上的加速度记录，其中含3个硬场地、11个软场地和9个液化场地。3种类型场地上的放大系数谱对比分析表明，硬土场地、软土场地和液化场地上的地震动特征具有明显区别，三者层次清晰，差别显著，从地震动表现上液化场地已构成一个与常规场地并列的独立单元；液化场地减少地震动高频分量但同时对低频分量显著放大，与非液化场地相比，液化场地可使其上短周期结构反应减小一半，但同时可使其上长周期结构反应放大2.5～5.0倍；土层的液化对此次地震中克莱斯特彻奇市中心CTV大楼的破坏应有很大影响，大楼自振周期约为0.7 s，地震中土层液化使场地加速度反应谱卓越周期由0.1～0.3 s增到0.5～1.0 s，与大楼的自振周期趋于吻合，加重了大楼震害。以此为鉴，按现有规范中地震动的设计方法，如遇液化场地将对长周期结构给出明显危险的结果，因此从振动角度今后进行结构抗震设计时，可液化场地上的地震动应给予特殊考虑。

对于复合式衬砌隧道，初支受力最危险的时期就是为保证二次衬砌的完整性而分段拆除临时支撑的阶段。依托青岛地铁某暗挖车站，采用现场实测数据分析和数值模拟相结合的方法，对比拆撑前后围岩与初支变形情况，进而对6 m范围内交替拆撑，并以6 m为工作单元间隔拆撑的拆撑方案安全性进行分析。实测数据表明，地表沉降、拱顶沉降及净空收敛在拆撑前后增长量及影响均较小，数值计算结果与实测数据吻合较好，可知初支的安全性受支撑拆除的影响较小。研究结论为实现信息化施工提供了依据，也为今后类似工程积累了相关经验。

根据桩端土应力扩散的规律，建立了桩端扩散虚土桩模型。基于该模型对非均质土中桩-土纵向耦合振动进行研究。利用复刚度传递多圈层平面应变模型，得到桩与虚土桩桩侧土的剪切复刚度。结合边界条件、初始条件和连续条件，对扩散虚土桩和实体桩动力方程从底层往顶层逐层进行求解，得到桩顶动力响应的频域解析解和时域半解析解。通过对桩端扩散虚土桩扩散角、扩散层厚度、桩侧土非均质性和桩长的影响进行计算分析，得到基于扩散虚土桩法桩-土纵向振动响应特性。研究结论可为桩基础动力设计和动态检测提供理论依据。

地下结构是水电站地下厂房抗震设计的关键，我国现行规范尚未对其抗震设计方法作出明确规定。结合汶川地震中映秀湾地下厂房结构震灾调查，采用拟静力法、反应谱法和时程法分别进行结构受力计算。结果表明，3种方法均能在一定程度上反应映力荷载作用下地下结构的破坏情况，为抗震设计提供理论依据。拟静力法计算结果偏安全，但其对顶拱、牛腿等局部结构计算有一定不合理之处；反应谱法能展现结构的薄弱部位，便于抗震加固，但在与围岩接触的结构分析中存在较大误差；时程法能精细反映地下结构的地震受力过程，计算结果与震害调查吻合较好，便于更为经济的工程设计。建议对安全级别高、规模大或处于高地震烈度区域的地下厂房结构采用时程法进行计算。

武都重力坝坝基地质条件复杂，发育有断层、层间错动带等多种不利地质构造，且结构面相互交错组合形成多条潜在滑移面，坝基深层抗滑稳定问题突出。为了研究多结构面对坝基深层抗滑稳定的影响及加固处理，结合武都重力坝19#坝段，建立了三维数值模型进行有限元分析。首先，对坝基中各软弱结构面的力学参数进行敏感性分析，研究影响坝基稳定的主要因素，揭示了坝踵处倾向下游的10f2、F31断层对坝基抗滑稳定影响较大，应进行重点加固处理。在该基础上，在断层10f2、F31拟定不同深度的混凝土置换，对断层置换混凝土的深度进行敏感性分析，得出不同置换深度下坝基的超载稳定安全系数。结果表明，断层10f2、F31的置换深约19 m时可以达到良好的加固效果，位移和应力值得到良好的改善，坝基塑性区域明显减小，抗滑稳定安全系数得到明显提高，并满足设计规范要求。研究成果对武都重力坝工程的加固处理提供了重要的科学依据，对类似工程的稳定分析与加固处理具有参考价值。

珊瑚礁是一类特殊的工程建设场地，受地质成因、生物作用、海洋水动力环境和地质环境演化等多方面影响。开展珊瑚礁场地工程地质分区研究，不仅对认识珊瑚礁岩土层的成因和变化规律、分析评价珊瑚礁场地的工程地质条件等具有重要的理论意义，而且对未来南海岛礁工程建设具有重要指导作用。在现场地质调查的基础上，采用现场原位测试、室内试验和钻探岩芯分析等综合技术手段，分析了三亚珊瑚礁地层的演化历史，对地层结构特征、矿物成分、化学成分和土层物理力学性质进行了深入分析，将三亚海岸珊瑚礁场地划分为泻湖沉积区、砂坝堆积区和水下珊瑚生长堆积区；对各工程地质分区的工程特性和建设适宜性进行了分析评价。研究成果可以对珊瑚礁场地的地质调查、工程规划和设计提供指导和借鉴。

在场地开挖了一条空沟，以落锤式弯沉仪（falling weight deflectometer，简写为FWD）的荷载模拟冲击荷载，通过FWD自带的传感器测得空沟后一定范围内的竖向位移。通过室内试验，获取试验场地的岩土参数，采用非线性动力有限元软件ABAQUS建立二维模型（将远处单元定义为无限单元来模拟吸收边界，从而避免振动波的来回反射）。以空沟中心线的现场测试数据为依据，校核有限元模型。通过分析不同工况模拟的竖向位移，研究得出空沟-荷载间距、沟深、沟宽等对隔振效果的影响。结果表明，(1) 空沟-荷载间距越小，隔振效果越好，但实际隔振工程中，为避免振动对空沟侧壁的稳定性的影响，空沟与振源不宜太近，因此可以不计空沟-荷载间距对隔振效果的影响；(2) 就提高隔振效果而言，增大沟深比增大沟宽更有效，而相同的隔振效果，窄-深沟的挖方量远小于宽-浅沟；(3) 在对冲击荷载进行隔振设计时，对于一般的民用和工业建筑，综合隔振效果、开挖和支护费用等因素，采用宽度为0.5～1.0 m，深度为2.0～2.5 m的空沟较为合理，与某工程实例进行比对，验证结论的合理性。

锚索的预应力损失在工程建设中不可忽视，工程的场地环境条件成为影响锚索预应力损失的主因。饱和粉细砂层较其他地质条件更为复杂敏感，更易引起锚索预应力值的损失。通过对廊坊市某深基坑工程锚索预应力值的实时监测，结合工程环境，分析饱和粉细砂层中造成锚索预应力值变化的原因。结果表明，施工过程、张拉过程以及环境因素都影响锚索预应力的变化，其中开挖过程的影响最明显，预应力值的变化率最大值达79.1%；瞬时卸载造成预应力值22.8%～59.2%的损失。对饱和粉细砂层中锚索预应力变化规律的研究分析结论可为类似地质环境的工程建设提供经验。

存在地下承压水的深基坑，当基坑底部承压水层顶部的残留土层不能与承压含水层水头平衡时，处理不当极易造成管涌及坑壁失稳等问题。对相关承压水处理风险源进行分析，针对勘察、设计、施工各阶段都提出具体要求。实例中的基坑临近江面，基坑下承压水与江水存在贯通通道，河道水位变化时会引起承压水头增减，由于设计水头埋深参考值是针对一年观察期而得到的，未考虑到历年水头变化，成为事故埋下隐患，最终因为施工期间河道涨水导致承压水压力超过预期引起了基坑涌水。事故发生后，现场紧急采取堵漏措施，采用灌浆法加固基坑土体，改善土体性质，增加不透水土层的厚度，最终已解决基坑开挖时出现的涌水等现象，保证了工程的顺利安全完成。灌浆法加固是承压水较大情况下基坑安全开挖的有效方式，研究结论对于承压水的风险控制特别是临近江海的工程的设计施工具有较强的指导意义。

为考察不同的各向异性抗剪强度表达式对于数值计算结果的影响，以一个假定的位于层状岩体中的矩形地下洞室为背景，分别使用笔者和Pietruszczak各自提出的材料摩擦系数和黏聚力随方向变化的公式，进行3种工况的弹塑性二维有限元模拟，对比了围岩中的应力、位移及塑性区。结果显示，笔者提出的经验表达式与和相应的Pietruszczak一阶表达式在计算中的精度基本相当，而与Pietruszczak的二阶表达式相比有较明显的差别。

节理岩体的剪切强度由结构面和相邻完整岩块的剪切强度共同决定，当结构面完全连通时，岩体的剪切强度完全由结构面决定。蒙特卡罗法能够根据结构面几何参数模拟岩体结构面的空间分布，通过深度优先搜索算法可搜索到连通的结构面，相对岩体而言，连通的结构面的剪切强度最小，即为节理岩质边坡的潜在滑动面，通过极限平衡法可以对一系列滑面进行稳定性分析。该方法是对节理岩质边坡稳定分析的补充。

江坪河水电站右岸地下洞群依次布置为导流洞、泄洪放空洞、溢洪道①、溢洪道②四条隧洞，洞室密集，地质条件复杂。三维模型以洞室模拟为主，同时精确模拟了3个洞室出口边坡，4条较大断层，多个岩层分层及坡表的实际形态。洞室开挖后，采用预应力锚索、系统锚杆、初期衬砌和二期衬砌等多种支护措施。支护计算时，对预应力锚索进行了精细模拟。对系统锚杆采用二维“子模型”的进行等效计算，确保了必要的计算精度，提高了建模可行性和计算效率。两期衬砌模拟采用三维壳体结构单元中的Shell单元，通过2次位移等效分别得到考虑锚杆衬砌效应的修正后初期衬砌和二期衬砌变形参数。根据关键点的变形趋势及洞室的最大弯矩值的变化情况对衬砌厚度进行了优化。针对设计规范中衬砌结构配筋所需基础参数，指出利用衬砌单元可有效的读取衬砌弯矩值和剪力值，同时标定其具体位置。分析认为，泄洪洞开挖坡锚索和2条溢洪道之间的上层的对穿锚索可能由于水泥浆强度较低而出现滑移，同时指出加固措施使临空面的最大位移大幅降低，也能一定程度抑制塑性区发育。

采用大型通用有限元软件ABAQUS对某室内模型试验进行了数值模拟，验证了三维有限元法进行洞室结构稳定性分析的可靠性。结合永武（永安-武平）高速公路A11合同段岩溶地质资料，将溶洞近似为与实际相近的椭球状，建立岩溶区路堤的三维有限元模型，分析溶洞顶板厚度、填方高度、溶洞位置以及溶洞充填状况对路堤及溶洞顶板稳定性的影响。为与现行顶板安全厚度确定方法进行比较，进行二维平面应变有限元分析。研究表明，对于较完整的顶板岩层，按顶板受拉破坏稳定安全系数为4确定的安全厚度过于保守，按梁板理论弯曲受拉破坏确定的安全厚度也偏于保守，是由于实际顶板岩层并不完全符合梁板理论的简化假设，而以有限元分析所得最大弯矩按梁板弯曲受拉破坏确定的安全厚度最为经济；实际工程中三维效应明显的溶洞，现行理论简化和二维数值分析法都较为粗糙，宜采用三维数值分析法。通过对上述问题的分析，为该高速公路岩溶区填方路段的设计和溶洞的处治与否提出指导性意见，已创造较好的经济效益和社会效益，可供类似工程应用时参考。

边坡非圆弧临界滑动面搜索是边坡稳定计算中的一个关键问题，其实质为安全系数最小的滑动路径搜索问题，采用效果良好的路径搜索算法——蚁群算法是目前研究的热点。为了克服传统蚁群算法效率低、效果差的缺点，基于蚂蚁正反向搜索相遇形成完整路径的原理，提出了一种相遇蚁群算法。将该算法用于边坡非圆弧滑动面搜索问题，提出了一种非圆弧临界滑动面搜索的新方法。通过2个边坡的算例计算及一个水库岸坡的工程应用，验证了新算法的有效性。计算结果表明，相遇蚁群算法无论是整个搜索范围还是从某一点起的搜索范围都要比一般蚁群算法大，所以相遇蚁群算法在搜索边坡临界滑动面时所得到解的多样性也要比一般蚁群算法好，因此，相遇蚁群算法的搜索范围能以较大的概率包含全局最优解，算法最终也能以较大概率搜索到全局最优解。最终，相遇蚁群算法可以在更大的范围内以更快的速度找到边坡的临界滑动面。

崩塌危岩是高陡岩质边坡浅表层破坏常见的动力地质灾害方式之一，它突发性强，随机性大，速度快，发生猛烈，一直是边坡工程勘察中的重点。对西藏樟木后山高陡边坡危岩进行了现场勘察，分析研究了危岩崩塌体的分布范围。利用PFC3D模拟了在降雨件下危岩崩塌危岩的运动轨迹、速度及不同摩擦系数崩塌体的堆积特征。计算分析结果表明，崩塌危岩运动路径受地形地貌影响较大，与地面发生碰撞，多次改变行进方向，简化二维计算可能得出错误结论；坡面摩擦系数影响崩塌危岩的堆积形态，摩擦系数越小，堆积体位置越远，运动状态易表现流态性状。坡面摩擦系数取1.2时，模拟结果与实际较为吻合；崩塌危岩主要危害的范围为陡崖下部武警二营至樟木沟口一带。利用PFC3D模拟危岩崩塌运动可以初步确定崩塌体三维堆积形态及影响范围，为防灾减灾工程设计提供有益参考。

基于现有边坡强度折减有限元的基本原理，建立了一套新的强度折减算法。该算法把强度参数降低的过程看成脆塑性应力跌落的过程，并设置一折减增量 ，当 充分小时认为系统达到收敛条件而退出循环，最终的折减系数就是边坡的安全系数。该算法很容易扩展到三维边坡的稳定性分析，得到边坡滑动面滑动和破坏的发展趋势。通过2个算例，分析了进行三维模型计算的重要性，建议当地质条件复杂时宜从三维角度分析计算边坡，不能简单地将问题当作平面应变处理。

以上海某大跨度连续钢构桥梁的场地为例，讨论动水压力对河谷场地土层地震响应的影响，通过对建筑结构抗震规范反应谱生成时程，采用一维、二维模型分别计算得到场地地震动输入时程。对比可以看出，考虑动水压力将会大大减小场地的竖向地震动反应，而动水压力对水平向的地震响应影响不大；反应谱生成时程的方法与一维模型计算得到的时程均与采用考虑场地地形变化的二维模型的计算结果有较大的区别；二维模型计算得到的时程反应谱的卓越周期超出规范反应谱的平台段。最后，讨论了河谷场地对周围场地的影响范围，结果表明河水及河谷对周围场地水平方向的影响范围是沿河谷外侧5倍土层深度或140倍河谷深度，在该范围内的建筑物均应考虑河谷的影响。

为研究筋土界面细观结构演化并定量评价格栅摩擦特性对加筋性能的影响，建立三维离散元模型，运用“clump”较真实地模拟了三向格栅的增强型节点。通过分析拉拔荷载下界面内颗粒及筋材的力学响应，并将其与前人模型试验及理论分析结果进行对比，验证了文中模型的准确性，得出了局部孔隙率以及配位数等细观参数的变化规律。分析格栅表面摩擦系数参数发现，表观黏聚力与摩擦系数具有正相关性，当摩擦系数达到一定值时摩擦角不再增长。统计结果表明，宏观上界面强度提高可归因于细观上的组构优化。分析筋土界面采用的方法和所得的结果可为加筋土结构机制分析提供新的认识。

基于硬化土模型（HS模型），利用PLAXIS有限元分析软件对上海地区某软土浅基坑中内插H型钢的重力式挡土墙支护开展有限元分析，根据数值试验结果和监测数据对基坑变形和稳定性进行研究。研究发现，（1）内插H型钢重力坝围护在浅基坑局部开挖7~8 m范围内有着较好的可行性和工程效果，在浅基坑支护中可作为重力式围护的补充手段；（2）使用PLAXIS的HS硬化土模型模拟基坑开挖具有较好的精度和与实际情况较接近的结果，HS模型的参数可以根据工程经验进行取值；（3）实际基坑监测结果表明浅基坑的局部深坑处的内插H型钢重力坝在两端重力坝的约束下其位移发展受到一定控制，可显著提高基坑的整体稳定性，且内插H型钢可以增加围护体本身的刚度，可抵抗部分土压力弯矩，一定程度上控制了围护体的位移；（4）实际工程中对内插H型钢重力坝的局部开挖深度要谨慎选择，首先在周边环境保护条件较为宽松的条件下采用，局部深坑深度建议在7~8 m之间，并且基坑整体开挖深度建议在5~6 m之间。通过对软土浅基坑中内插H型钢的重力式挡土墙支护的研究，能对相关基坑支护工程提供更可靠的技术支持。

通过采用均匀化方法，研究了圆形隧洞的锚杆支护特性，将高密度支护模式下的岩石和锚杆复合体考虑成均匀、连续、强度参数增强的等效材料，简化了岩石和锚杆间复杂的力学耦合问题。通过定义锚杆密度参数来反映不同支护模式的特性，建立锚杆密度参数与Mohr-Coulomb屈服准则中主要参数之间的关系，推导出等效弹性模量、等效黏聚力和等效内摩擦角的表达式，并分析比较了隧洞在支护前后的位移情况。结合可靠性理论，采用容许极限位移量作为失稳判据，分析了隧洞在支护前后的可靠性指标与破坏概率，结果表明，文中提出的方法简单可靠，锚杆支护对隧洞的位移限制效果明显，可显著提高隧洞的可靠性。

针对山区公路路基拓宽改建的特殊性，运用非线性有限元法，开展衡重式挡土墙修建、新路基逐层分步填筑的动态施工力学行为数值模拟。针对新路基是否加筋、加筋层位以及衡重台上下方新路基填土压实状况的差异性，对新旧路基稳定安全性、滑动面形态、沉降、挡土墙变位等力学响应的影响开展参数敏感性分析。结合室内模拟墙体不同主动位移模式下拓宽路基土工离心模型试验成果，考察新旧路基顶面沉降与挡土墙变位的动态耦合关系。在山区公路路基拓宽改建动态施工中，挡土墙的变位和新旧路基顶面沉降、差异沉降相互耦合，呈正相关关系。衡重台下方新路基填土压实不足会导致新旧路基顶面差异沉降增大。挡土墙主动外倾诱发新旧路基顶面产生较大附加（差异）沉降，宜对新路基自重压密作用造成的差异沉降予以适当修正放大后进行上承路面结构设计。

以积水条件下Green-Ampt入渗模型为基础，拓展其在变雨强中入渗率和累积入渗量计算形式。结合上述理论基础，选用饱和-非饱和土壤水、热和溶质运移模拟软件Hydrus-1D，探讨了常降雨与变雨强的入渗差异和饱和导水率、土壤类型对变雨强入渗过程的影响。研究表明：相对于常降雨，变雨强更利于雨水入渗，累积入渗量显著增加；其他水力参数不变，饱和导水率越大，入渗率与变雨强随时间变化曲线重合率越高，雨强控制时间越长，累积入渗量相应也越大；其他水力参数作用效果不容忽视，其影响作用可与饱和导水率达到相似效果。正确了解变雨强下入渗过程及影响因素，有助于准确地把握实际降雨入渗情况，对指导水力工程有重要的实际意义。