渗流是影响岩土工程边坡稳定性的重要因素，对不同工况下岩土体边坡地下水渗流规律进行数值模拟，弄清其动态变化规律，对于边坡稳定性分析、支护设计、工程防排水措施的制定等都有重要的意义。以龙滩水电站左岸进水口边坡为研究对象，通过免疫进化规划算法，得到了边坡岩体渗流场参数。在此基础上，对洪水期、枯水期情况下地下水渗流状态进行了数值模拟，通过对比分析，研究了不同河床水位情况下地下水渗流变化规律，从而为边坡稳定性预测奠定了理论基础。

为了研究深埋巷道围岩温度场的分布规律，基于传热学和渗流理论建立了深埋巷道围岩的热扩散数学模型，结合边界条件采用MATLAB对其进行了数值求解，获得了在风流和渗流耦合作用下围岩的温度场和温度矢量分布。研究结果表明，渗流改变了围岩初始温度场和温度矢量的对称分布的状态，围岩内部的温度场可划分为向内扩散区和向外扩散区。在围岩与风流的热交换作用下，巷道的壁面温度将接近风流温度，温度矢量零点的范围呈现出逐步增大的趋势。当热交换达到平衡状态时，向内扩散区的温度场呈现为环状对称分布状态；而向外扩散区等温线的形状没有明显的改变，但等温线的分布逐渐稀疏。

以甘肃陇西地区自重湿陷性黄土作为研究对象，建立了渗流和变形耦合的黄土湿陷变形模型，然后利用Galerkin有限元法对基本方程进行空间离散，在时间域内用差分方法离散，并用Fortran语言编程计算。结合具体的试验条件计算得知：渗流计算结果与实际较为吻合；计算湿陷变形量比实测的大，并且土体非饱和程度越大，差异越大。因此，建议在建立湿陷变形本构关系时考虑时间因素。

许多研究已经证实了降雨引起的渗流能降低填土稳定性，特别是对于非饱和残积填土。降雨能使残积填土内形成渗流潜蚀破坏，并使地下水位和孔隙水压力发生变化，导致抗剪强度下降形成潜在破坏面，最终发生破坏。利用有限元数值分析，研究等降雨强度与降雨持续时间对于福建地区残积填土的影响，发现降雨强度变大或持续时间延长都能使残积填土内的地下水位上升，局部区域孔隙水压力增大，渗流速率也发生变化，从而影响残积填土的稳定性。另外，证实了存在降雨临界持续时间，一旦降雨持续时间超过了临界持续时间，地下水位线高度随降雨持续时间变长而降低，安全系数就转而变大。

基于Biot两相饱和多孔介质固结理论，采用有效应力有限单元法对降雨作用下饱和土质边坡的性状进行了数值模拟。对于土的本构行为，采用了一个可以考虑“松冈—中井破坏准则”的弹塑性模型来模拟。首先对降雨作用下边坡变形的数值分析方法进行了简要介绍。然后，应用这种方法，对一个边坡的工程实例进行了降雨变形分析。计算结果较好地描述了边坡降雨变形的发展情况，反映了降雨作用下边坡性状的基本特征，并得到了一些有益的结论。

将考虑尺寸效应规律的混凝土等效断裂模型应用到不同形式诱导缝等效强度公式中，得到了修正后的不同形式诱导缝的等效强度公式。同时，得到了诱导缝等效强度的变化曲线，并比较了单双向间隔诱导缝的优劣，得到双向间隔诱导缝优于单向间隔诱导缝的结论，为高拱坝中诱导缝的设计提出了建议。

应用数值模拟方法，对脆性岩石单轴压缩情况下破坏规律进行了初步研究，主要讨论了脆性岩石的破坏机理、脆性岩石破坏数值模拟试验中的端部效应问题，并得出了一些初步的结论。在单轴压缩试验中，脆性岩石破坏过程主要以拉伸破坏为主。端部效应则是除了岩石试件本身所具有的材料非均匀性外影响岩石试件破坏形式的另一个重要因素。总体上存在这样的规律，即端部约束越大，岩石试件破坏型式越趋近于“X”型剪胀破坏，端部约束越小，则岩石试件破坏型式越趋近于张拉破坏。

岩体在加载和卸荷条件下，其力学性质有本质的区别。采用数值模拟方法，以ADINA软件为计算平台，研究了卸荷条件下,锚固密度、锚杆长度和岩体性质3个因素对节理岩体力学参数的影响。采用等效变形参数的方法计算节理岩体和锚固体的等效变形模量和泊松比。在分析数值计算结果的基础上，分析了加锚后等效变形模量En与锚固密度N和锚杆长度L之间的关系。

对地质材料模型、石膏模型、砂浆模型、进行了模型试验，通过对模型试验得出的数据进行分析、拟合，得出初步的节理卸荷岩体的增量本构。针对其不足，从参数选择、物理意义等方面进一步进行修正得出一改进的增量本构关系，并在有限元分析程序ADINA中接入该本构关系，对清江隔河岩电站厂房高边坡三维模型进行有限元分析。

大变形理论的力学机制较为严格，但由于其固有的复杂性和非线性，目前对大小变形理论计算的沉降量差别仍存在争议。基于连续介质力学基本原理，采用土力学符号约定推导了T.L.描述的大变形固结增量有限元方程组及其总应力分析形式。结合算例，分析了材料线性化和材料几何双线性化简化算法的影响，探讨了较合适的荷载增量步长，讨论了大、小变形法计算的最终沉降量差别。结果表明，荷载增量步长对两种线性化法计算结果较为敏感；大变形法计算的沉降量偏大于小变形结果，这可能是由几何非线性问题的“拉压刚度不同”效应引起；初应力矩阵对最终沉降量有较大影响等。

岩体地应力是岩体工程最基本也是最重要的工程荷载之一，是设计和分析的基础。应用三维离散单元法（3DEC）对金沙江白鹤滩水电坝区岩体初始地应力场进行了模拟，模拟所得地应力场符合河谷地应力场分布的一般规律，对比水压致裂法6个测点的测值，模拟结果达到了一定的精度，能够满足目前阶段的工程需要。

讨论了柱坐标下不同介质有限区域内用分离变量法求解Laplace 方程的问题。通过一系列计算试验，给出了柱坐标下Laplace 方程在不同介质有限区域内用分离变量方法求的解，并用该解对渗透破坏现象进行了讨论和实例验证。认为渗透系数分布不均匀是发生渗透破坏的根本原因，渗透破坏朝着渗透系数差异较大的方向发展，并对管涌的复杂机理进行了引申阐述。该工作对于流土、管涌机理的更深入研究具有重要的意义。

根据实测资料研究了三峡工程区地应力分布特征。三峡工程区浅部和深部的构造应力状态有明显差异，最大水平主应力在浅部表现为NEE向，而深部则表现为NW向，船闸区浅部最大水平主应力方向为NNE向。对永久船闸开挖前后应力分布进行了测量研究。永久船闸开挖前后应力状态有显著的重新调整分布，东西向应力在边坡岩体不同层位（不同高程）有增有减，应力释放量较小；而南北向应力在边坡岩体中上部均减小，应力释放量较大，开挖后坡角部位有应力集中现象。受开挖影响，最大水平主应力方向由开挖前的近NE向发生顺时针方向偏转，变为近东西向。

土体中的水力劈裂破坏机理存在两种观点：张拉破坏机理和剪切破坏机理。前人已经对其进行了大量地研究，并分别基于两种破坏机理提出了起劈压力的理论计算式，但是对其适用性没有进一步探讨。分别分析三向应力状态下土体水力劈裂的张拉破坏和剪切破坏判定准则，并基于Mohr-Coulomb屈服准则分析两种破坏机理的适用条件。分析结果表明，土体的水力劈裂是张拉破坏还是剪切破坏与小主应力σ3和不排水抗剪强度cu的大小密切相关，当小主应力σ3较大且不排水抗剪强度cu较小时，土体的劈裂多受剪切破坏机理控制；反之，土体的劈裂为张拉破坏。最后通过已有文献中的试验结果验证了所提出的两种破坏机理适用条件的合理性。

有效评价岩体的原地承载能力，对于水电工程设计和安全运行是非常重要的。结合现场实测资料对岩体的原地承载能力评价方法进行了分析研究，提出了具有明确物理意义的评价岩体在长期高水头作用下原地承载能力试验方法，对水力劈裂和单压力点压水试验的原理、方法进行了论述。从理论上讨论了岩体原地承载能力与地应力、孔隙压力的关系，探讨了岩体原地承载能力的时间效应及其影响。依据裂隙面正应力和孔隙压力的影响，给出了岩体的原地承载能力取值范围。

在平面应变条件下，对采用水泥搅拌桩复合土钉支护的基坑进行了有限元数值模拟，在此基础上采用有限元稳定分析方法评价基坑的稳定性。通过对复合土钉工作机理的分析，并与普通土钉支护的基坑进行比较，分析二者的差异。通过分析不同支护参数的影响，研究基坑的变形以及稳定性变化规律，为设计和施工提供一定的参考依据。

目前对地面沉降的研究和计算中，由于地质情况复杂、土体的变异性不容易掌握，对于土体参数的选取多数是根据经验值，具有不确定性。特别是在大面积的地面沉降计算中，这种不确定性更为严重。采用数值分析法，以Biot固结理论为基础，应用有限元软件Adina，建立了单井抽水的地面沉降模型，分析各参数在抽水过程中对地面沉降的影响，从而确定敏感参数，以期对地面沉降研究中的参数选取提供有价值的指导。

利用软土地基的沉降计算方法，对保国寺旅游公路软土地基沉降进行计算分析。 对比该公路软土地基沉降观测成果，应用最小二乘法准则计算公路软土地基土性参数；根据所介绍的软土地基的沉降计算方法计算出该公路9个典型断面软土地基的工后沉降。

岩体饱和–非饱和渗流、应力耦合作用对工程岩体的强度和稳定性有十分重要的影响。目前对于裂隙岩体饱和渗流应力耦合的研究取得了一些进展，但在很多工程领域不能简单地采用饱和渗流分析。根据DDA力学计算和非饱和渗流计算原理，提出了新的基于DDA方法的非饱和渗流应力耦合模型。并给出了在库水位骤降工况下的边坡水力耦合算例，其计算结果显示在库水位骤降情况下：考虑水力耦合且库水位下降较快时的安全系数要小于库水位下降慢时的安全系数；考虑水力耦合的边坡稳定安全系数要小于不考虑耦合时的安全系数。仿真实验和工程应用表明其计算成果是符合实践规律的。

无单元法（element free galerkin method）是一种基于滑动最小二乘法构造插值函数的无网格数值方法。以该方法中插值函数及其导函数为基础，从变分原理出发，建立了弹性地基上正交各向异性Mindlin板的无单元法求解控制方程，其中弹性地基采用Winkler地基模型。对该理论方法进行了相应的程序实现，最后通过算例分析表明了提出方法用于水工结构中弹性地基板问题分析的可行性和有效性。

对构件和结构损伤后的力学性能变化研究一直是世界各国学者十分关注的问题。从现有文献得知，大多研究者以损伤力学及断裂力学为基本理论，按照等效应变原理研究结构及构件的损伤。作者根据等效刚度原理定义损伤程度，对损伤采用损伤位置、损伤程度和损伤长度三个参数来描述，从材料力学平面弯曲理论出发，运用小变形的平面弯曲挠曲线近似微分方程，并引入损伤程度的定义，推导出恒载作用下损伤梁转角和挠度方程的隐含表达式。对悬臂损伤梁进行了各种损伤情况下转角和挠度数值计算结果的对比分析，总结出了其位移变化规律。本研究的目的是为了充分有效地认识损伤梁的性能变化，期望为结构的健康检测、损伤识别理论研究奠定基础。

天然岩体存在很多裂隙，而水在这些裂隙中的渗流严重影响岩石工程的稳定性，因此确定天然岩体渗透系数具有重大的实际意义。反演方法是确定岩体渗透系数的一种较理想的方法，渗透系数反演可归结为一个复杂的非线性函数优化问题。由于采用传统优化技术存在不少问题，而目前采用的全局优化算法—遗传算法也存在本质的问题，因此，提出仿生算法-免疫进化规划进行岩体渗透系数反演，并用一个大坝坝基工程的算例证明了算法的有效性。结果表明，其方法可以在仅知道水头的条件下，得到接近实际的渗透系数值。

实践证明，作用于挡土墙的主动土压力沿墙高不是直线形分布，而是非线性的。采用统一强度理论，通过对滑动土体中水平薄层单元的分析，给出了墙体绕基础转动情况下土压力合力、强度及土压力分布的理论计算公式。公式推导过程中考虑了中间主应力效应的影响。结果表明，强度理论效应对土压力有很大的影响，应用统一强度理论解可以更好地发挥填土材料的强度潜力，并能获得明显的经济效益。

挡土墙在发生变形位移情况下的土压力计算在工程设计中有着重要的意义，而目前的理论不能对这一情况进行分析计算。在分析土压力随墙体位移变化而变化的规律的基础上，建立了能反映主动土压力和被动土压力的统一的考虑墙体位移的模型，并进行了研究分析，深化了对挡墙土压力的认识。

对挡土墙背离填土绕墙脚转动时墙后滑裂土体的应力状态进行了详细分析，建立了墙后滑裂体水平土层墙面反力、滑裂面反力、土层间剪力和土层竖向土压力强度之间的关系式。为了考虑挡土墙绕墙脚转动时墙脚局部土体并未达到极限状态，对墙面摩擦角、滑裂面土体的内摩擦角予以折减。在水平土层单元法的基础上，考虑水平土层间剪力作用、每一土层的墙面摩擦角和滑裂面水平倾角等的变化，建立了土层竖向土压力强度的逐层渐近的计算方法，并给出了挡土墙主动土压力强度、土压力合力及其作用位置的计算公式。经比较表明：挡土墙主动土压力分布曲线与试验结果基本一致，计算得的主动土压力系数与试验结果很接近，比库仑解大；计算得出的滑裂面为一曲面，其顶部开裂宽度比库仑滑裂面小，与工程实际相符。

宜兴抽水蓄能电站上库主坝为混凝土面板堆石混合坝，下游设高混凝土挡墙，承受上游侧堆石体的土压力，以减小工程量，土压力大小对挡墙稳定至关重要，对高挡墙土压力计算值与实际测量值作比较并进行分析。

在疏浚淤泥中添加固化材料和EPS颗粒制作成淤泥EPS颗粒混合轻质土，既可以资源化利用疏浚淤泥，又生产一种轻质高强的土工材料。强度是EPS颗粒混合轻质土最重要的工程特性之一，建立抗剪强度参数与原材料的性质和配比之间的关系式对于配方初步设计非常重要。EPS颗粒混合轻质土强度的形成是固化材料的固化作用和EPS颗粒的置换效应的综合表现，固化作用已经较为明确，置换效应的研究是确定强度的核心。在已知固化土(水泥土)的弹性模量和泊松比的前提下，针对EPS颗粒的置换效应，根据其剪切面上力的等效关系和变形协调关系以及EPS颗粒的物理关系建立了其黏聚力与EPS颗粒密度和添加量之间的关系式，利用原材料的性质对计算方法进行了简化；利用直接剪切试验获取了淤泥EPS颗粒混合轻质土的黏聚力，验证了上述关系式。

基于神经网络的响应面蒙特卡罗方法，通过引入均匀设计来安排RBF神经网络的训练样本集，将均匀设计和RBF网络的优势有机地结合起来：一方面尽量减少训练样本点的数量；另一方面，训练样本点均匀地充满参数空间，有利于提高具有较强局部逼近能力的RBF网络的预测精度。应用该方法进行挡土墙结构抗滑移稳定性的概率分析，结果表明该方法与直接蒙特卡罗模拟的结果相当吻合，能够满足实际工程的精度要求。分析还表明，随机因素对挡土墙结构抗滑移稳定性的影响程度由大到小依次为基底摩擦系数、填土摩擦角、填土重度和填土对挡土墙墙背的摩擦角。

提出了地下工程裂隙岩体注浆量预测的遗传支持向量机方法，通过支持向量机对实际注浆数据样本进行学习，建立注浆量及其影响因素之间的非线性映射关系，基于这种关系实现注浆量的预测。模型建立过程中，考虑到支持向量机惩罚因子和核参数对预测精度的影响，以预测误差为适应度，采用遗传算法对最佳参数进行搜索。结果表明，本文方法计算快速，预测精度高，是一种注浆量预测的好方法。

基于流形方法的有限覆盖技术，确定流形元覆盖系统下锚杆的位移函数，由此建立全长粘结锚杆的数值流形方法模型，定义了锚杆流形单元，并推导了锚杆流形单元的数值计算格式。该模型符合全粘结的物理意义，是一种局部解析的锚杆数值方法，具有较高的精度。同时锚杆与数学覆盖相对独立，只要求锚杆完全处于数学网格的覆盖之中，对其相对位置没有要求，所以一般网格可以适应锚杆的复杂布置。该模型可以应用于岩土锚杆模拟及钢筋与混凝土共同作用分析等问题。

为了解决水库库岸滑坡引起的初始涌浪高度问题，从滑坡涌浪的形成机制着手，把滑坡引起的涌浪分为体积涌浪和冲击涌浪两部分，并根据体积守恒原理、明槽中扰动波的传播速度及块体水下运动的位移公式求出了两者的计算式，体积守恒原理用于解决滑坡的入水体积与涌浪高度的关系，水流连续性原理用于解决传播的波速与波高的关系，黏滞力公式用于解决块体水下运动的位移与速度的关系。文章以新滩滑坡为例对初始涌浪高度进行了计算，得出了滑坡入水过程中初始涌浪高度先增后减以及它与滑坡速度的变化不一致的规律。

随着市政建设的快速发展，地铁盾构越来越多的穿越密集的建（筑）物和地下管线，隧道施工对周围环境的影响已经引起人们足够的重视。视隧道开挖引起的土体移动为一随机过程，应用随机介质理论，根据土体损失的空间分布规律，得到土体损失引起的位移计算公式；在此基础上，结合弹性理论基本方程推导了隧道开挖引起周围土体应力变化的计算公式。最后，结合算例，对盾构推进过程中引起的土体位移和附加应力分别进行计算，旨在了解盾构施工引起的环境力学效应，为采取措施减小这种影响提供依据。

在西原体模型的基础上，通过引入弹簧的热膨胀系数，将温度效应引入到模型中，推导了单轴应力状态下微分形式的热粘塑性本构方程。通过蠕变曲线和卸载曲线的分析，考虑了温度效应的西原体模型当应力水平较低时为稳定蠕变，存在瞬时弹性、弹性后效和由温度引起的粘性流动；当应力水平较高时为不稳定蠕变，存在瞬时弹性、弹性后效和由温度和应力共同引起的粘性流动，该模型较全面地反映了岩石在温度作用下的蠕变性质。

根据弹性力学理论，建立了地表下沉预测分析的三维层状理论模型，并用于小官庄铁矿地下开采引起地表下沉的预测分析。在分析过程中，采用Matlab软件进行数值积分计算和图形绘制。通过工程实例计算分析，表明理论计算结果与矿山现场实测资料二者吻合较好。

为适应坝内水位升高变化及提高防洪标准、对堤坝进行加宽改造，新加宽部分会引发堤坝的工后不均匀沉降和地基侧向位移、对其稳定性产生影响。采用有限元方法，分析了加宽宽度、地基处理、土工格栅性能及铺设方式对加宽堤坝工程性能的影响。由计算结果可见通过上述方法可提高加宽堤坝的稳定性、减小工后沉降和侧向位移。相应结论可供类似工程参考。

深覆盖层坝址上的高心墙堆石坝，在河床覆盖层中常设置两道混凝土防渗墙防渗。采用开发的有限元软件，参照砂卵石覆盖层深度近50 m的某心墙堆石坝工程的情况，分析了主、副防渗墙6种设置方案中坝基的稳定渗流场，得到了主墙、副墙和覆盖层的水头分担比例。所有方案中河床覆盖层上的水头都小于3 %。当主、副两道墙下部灌浆情况相同、端部之间设置灌浆帷幕封堵绕渗时，副墙承担的水头接近主墙；如果取消封堵绕渗的帷幕，副墙承担的水头下降到总水头的20 %～30 %；而副墙底部和主、副墙两端均不设帷幕的情况，副墙上承担的水头比例下降到总水头的8 %～11 %。副墙位于主墙的下游侧时，其上承担的水头比例比副墙位于主墙上游侧的情况略高。防渗墙承担的水头比例取决于墙整体的防渗能力，而对防渗墙本身的厚度变化不敏感。

岩体裂隙内常充满具有压力的水或软弱填充物，裂隙受内压荷载扩展破坏是岩土工程关心的问题。将该问题等效为裂隙面受一对I型拉力作用的弹塑性断裂力学问题，采用裂隙线附近分析方法，从平衡方程和岩桥材料的破坏准则出发求解裂隙线附近的塑性应力场，将该应力场与弹性应力场在其弹塑性边界上进行匹配，得出裂隙内的压力大小与裂隙扩展长度之间的关系，以及岩桥断裂时的最大承载力。

岩体稳定性受多种不确定性因素的影响，不仅具有随机性，也具有模糊性，属于模糊概率的范畴，利用经典的模糊综合评判方法进行研究将会导致不合理的结果。在模糊概率理论的基础上，建立了一类新的岩体稳定性综合评价方法——模糊概率方法，并提出了模糊权重的概念，从而避免了权重取值带来的不确定性。结合所选取的5个影响岩体稳定性的因素，建立了这5个影响因素的隶属函数与模糊权重；利用该方法对某一地下岩体工程进行分析，并与其他方法评价的结果进行比较，表明了其方法的合理性与可靠性。

提出了一个考虑超固结黏土应变软化特性的应力-应变-时间关系，其应变-时间关系采用幂函数，应力-应变关系采用双曲线方程的改进模式。该方程的试验参数引入了脆性指数和超固结比，不仅能模拟应变硬化型应力-应变-时间关系，而且能模拟应变软化型应力-应变-时间关系，是应变硬化型应力-应变-时间方程的推广。并针对常应变率试验结果进行预测，证明了该方程的合理性。

采用ABAQUS有限元程序中的线性扩展D-P模型对带桩筏基下的地基土进行弹塑性模拟，建立了带桩筏基系统的ABAQUS程序三维有限元模型。经比较各种桩、筏基础的内力与沉降关系计算结果，得到了带桩筏基的一些工作特性。在此基础上结合《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)，改进了传统的复合桩基设计方法，讨论了“三阶段”设计理念的可行性，并将其应用于工程实例。分析结果表明，改进的复合桩基设计方法和“三阶段”设计方法较常规设计方法更加经济合理。

岩土强度参数是工程设计以及工程核算中十分重要的参数，但在实际工程中，由于条件有限，从室内外试验中得到的试验数据难以确定工程中应采用的设计值。利用贝叶斯公式可以参考以往工程中积累的工程经验对实际工程中得到的岩土强度参数进行优化。论述了强度参数的单独以及联合分布的概率分布拟合、检验以及贝叶斯方法优化，提出了相关的贝叶斯优化公式。通过锦屏一级水电站左岸坝肩处近SW向结构面强度参数的优化，验证了该方法的可行性和有效性。

惠州抽水蓄能电站高压钢筋混凝土岔管，PD值超过6 000，且结构体形复杂，水文地质和工程地质条件复杂，是工程设计的重点和难点。基于透水隧洞设计理论，分别计算了岔管施工期开挖围岩地应力场，高压岔管充水运行期的稳定渗流场、混凝土衬砌的应力应变及围岩稳定，高压岔管放空检修期混凝土衬砌的应力、应变，给出了高压岔管的配筋。

建立并解析了考虑井阻效应、径竖向组合渗流以及土体水平位移的砂墙平面固结等应变模型。以综合考虑各种因素的Tang Xiao-wu均质砂井地基固结理论为前提，根据砂井地基任意深度处平均超静孔压不变的条件，给出了砂井单元向砂墙单元转换的等效公式，使得复杂的砂井空间问题转化为简单的平面问题。采用此种方法，只需调整地基渗透系数，极大地减少了有限元网格中的砂井单元数，降低了计算规模。通过算例，比较了平面应变模型与PDSS（平面应变-空间渗流）情况下的数值解，验证了等效变换公式的有效性和可靠性。

目前沉降预测方法很多，各有其自身的优点，但尚存在一定的局限性，为了尽可能地利用全部有用信息，利用“组合预测”思想，提出一种对多种常用预测模型进行熵权法计算权重的组合预测方法，从而可根据有限的沉降实测数据达到预测沉降目的，工程实例分析表明，基于熵权的组合预测模型能够充分挖掘各模型的有用信息，大大提高了预测精度，具有明显的优越性。

三轴试验的结果表明，由于应用于水利工程的沥青混凝土自身的孔隙率小，侧向作用效应十分明显，体积变形较小,且主要表现为剪胀特性，目前已有的非线性和弹塑性模型难以正确地反映复杂应力状态下的这种力学行为。考虑沥青混凝土不遵守关联流动法则和Drucker公设，其弹性系数伴随塑性变形过程而改变，建议了一个在弹塑性耦合基础上的双屈服面弹塑性模型，与室内三轴试验结果吻合良好。

依据加筋理论，假定加筋路堤边坡的破裂面为对数螺旋面，运用极限分析的上限原理推导加筋路堤临界高度的上限解。在不计加筋力时，该解与无筋路堤的临界高度一致。结合算例，得出加筋能提高路堤临界高度的结论。

介绍了相关距离在岩土工程应用中的实际物理意义，探讨了相关函数法计算相关距离的基本思路、标准相关函数型式的选择标准以及一些典型土层的标准相关函数类型。计算中发现,当土性参数的标准相关函数符合指数函数,尤其是单指数时，相关函数法能较合理地确定相关距离值。通过大量计算，得出了石家庄市桥东区3种典型土层的相关距离的分布范围，对于指导岩土工程勘测中的钻孔布置和取样间距具有一定的实际应用价值。同时得到相关距离具有区域性的特点，分区域研究具有重要的实际意义。

采用数值模拟技术分析了抗滑桩处理路堤滑坡的作用机理。分析方法采用强度折减法，桩土相互作用采用0厚度的弹塑性接触面单元模拟。给出了桩间距、桩的位置对抗滑桩处理效果的影响以及各种情况下桩的性状，结果表明：最大安全系数时的桩的布置位置与滑动形式有关，对于路堤滑坡而言，布置于坡脚处可以满足安全要求；适当减小桩间距可以提高路堤的稳定性，有利于土拱效应的发挥。

通过对锦屏二级水电站岩石夹层的剪切蠕变试验结果分析，提出了非定常参数的Burgers蠕变模型。由于对部分参数考虑了其值随时间改变的特性，该模型不仅能够反映岩石夹层的加速蠕变过程，而且能比定常参数Burgers模型更好地描述初始蠕变和稳态蠕变过程。由于非定常参数Burgers模型的参数较多，参数辨识不宜采用迭代法或者最小二乘法等线性优化方法，而采用基于随机搜索的粒子群算法，并取得了较好的效果。

有限元的计算结果常需要用等值线表示出来。Surfer是一应用得十分广泛地作等值线的软件，但它仍有不足，如有的等值线所代表的值无法判断等。基于有限元网格和线性插值的方法及其他一些处理技巧，可有效地克服Surfer等软件的缺点，通过VBA语言编程可直接将等值线画在常用的制图软件AutoCAD界面里。所编的程序在平面有限元计算结果的等值线绘制中运用效果良好。

在岩溶区隧道施工中，隧道顶部既有较大尺度溶洞引起的隧道顶板跨塌是威胁隧道施工的主要问题之一。从隧道施工引起的既有溶洞与隧道间岩层的受力，岩层力学性质和围岩水文地质条件变化出发，分析了隧道施工中影响岩层稳定的主要因素，在此基础上将隧道顶部既有较大尺度溶洞引起的隧道施工期顶板的破坏问题归结为两端简支或4边固支薄层岩板的失稳问题，建立了相应的力学分析模型。采用弹性板理论，对不同力学模型的受力状态进行分析，推导了建立在岩体抗拉和抗剪强度准则基础上的岩溶隧道顶板岩层最小安全厚度计算公式。采用该公式对武都水库导流洞既有溶洞影响下典型洞段隧道顶板稳定性进行分析，跟踪施工调查的顶板稳定情况性态验证了公式的适用性。

土体剪切破坏时剪切带倾角是一个一直在研究的问题，传统理论解为Mohr-Coulomb解和Roscoe解。从剪切带厚度和剪切力矩角度重新考虑这一问题，在引入力矩分析及土体本构方程的基础上，对剪切带倾角进行了探讨，得出了新的理论解。同时分析了剪切带上的水压力效应，探讨了孔隙水压力对剪切带倾角的影响。

为了合理确定条形荷载下临塑荷载和塑性区的范围，在考虑侧压力系数不等于1的情况下，提出了两类方法。一类仍旧采用Mohr-Coulomb准则，但假设侧压力系数随倾角线性变化；另一类在假设侧压力系数随倾角线性变化的基础上采用3种不同的广义Mises准则。算例分析结果表明：第1类方法虽然合理减小了正应力，但仍没有考虑中主应力，结果导致得出的塑性区大于原Mohr-Coulomb准则法得出的结果；第2类方法得出的3种塑性区形状相似，其中基于外角外接Mohr-Coulomb等边不等角六锥体的广义Mises准则得出的临塑荷载与传统方法结果相似，但塑性区要小一些。因此，这种方法可以用来更合理地估算条形荷载下的塑性区和承载力。

基于极限分析上限定理与土的抗剪强度折减技术，考虑边坡顶面超载、坡体内孔隙水压力与地震惯性力等复杂荷载，建立了边坡稳定的极限平衡状态方程，采用优化方法求解边坡稳定安全系数及相应的潜在破坏模式。其中水与地震对边坡的影响作用通过虚功方程来体现，将孔隙水压力与地震惯性力当作外力荷载做功，将强度折减系数作为评价边坡稳定性的定量指标。通过典型算例的对比分析，验证了方法的合理性，并探讨了孔隙水压力、地震加速度系数对边坡稳定性的影响。

由于断层和节理切割，边坡岩体一般具有非连续特性，降雨入渗是影响其稳定的重要因素之一。应用饱和与非饱和渗流理论建立了岩体边坡的非稳定饱和与非饱和渗流分析模型，并采用块体系统的非连续变形分析建立了降雨入渗非饱和渗流场影响的岩体边坡稳定分析和评价模型。作为应用实例，对某高速公路岩体边坡在降雨入渗条件下的非稳定饱和与非饱和渗流场及其对边坡稳定性的影响进行详细分析，并对边坡的稳定性进行评价。

以大型通用有限元分析软件ABAQUS作为平台，以迭代不收敛作为边坡失稳判据，通过二次开发建立了能够自动搜索安全系数与相应失稳机构的边坡稳定性强度折减弹塑性有限元计算模型，针对成层黏性土边坡、多级边坡等复杂情况进行了稳定性分析。并论证ABAQUS中所采用的Mohr-Coulomb破坏准则与传统的Mohr-Coulomb破坏准则的一致性。

清江水布垭大岩淌滑坡位于水布垭水电站坝址区后部，正处于溢洪道泄洪时产生的雾化强暴雨中心地带，这种强雾化雨会显著影响滑坡体内的地下水分布，并给滑坡体的稳定带来不良后果。利用三维饱和非饱和稳定渗流有限元法对大岩淌滑坡在天然降雨以及高强度雾化降雨条件下的地下水流场分布进行了计算分析，后比较了滑体不同防、排渗措施的渗控效果。

在自行研制的非连续变形分析（discontinuous deformation analysis,DDA）程序中实现了自动强度折减法以模拟边坡的稳定性和安全系数。通过锦屏高边坡和某重力坝深层滑动的计算分析以及与刚体极限平衡法和有限元方法的比较研究可以看出，强度折减DDA法可以较高精度求出岩石高边坡的安全系数，但求得的重力坝深层抗滑稳定安全系数要低于刚体极限平衡法的结果。基于强度折减技术的DDA与FEM的耦合方法，可以较准确地求出重力坝深层抗滑稳定安全系数。

在拱坝坝肩稳定、边坡稳定计算中，有限元法是目前考虑因素最全面的数值分析方法，但缺乏明确的稳定安全指标。刚体极限平衡稳定分析法，与拱坝规范相配套，有较成熟的评价标准和广泛的应用实例。本文将有限元成果纳入到刚体极限平衡法体系里，利用其稳定安全系数指标体系，评价拱坝坝肩稳定和边坡稳定，并在锦屏一级拱坝设计中得到成功应用。

从宏观分析与微观机制方面探讨了围压、孔隙水压力对岩体应力应变曲线峰后特性即脆－延性转变的影响。定义了一个峰后破坏割线模量 来表征孔隙水压力对岩体应力应变曲线转型的影响，并结合斜坡失稳的刚度判据，进一步分析了孔隙水压力对应力应变曲线峰后斜率的影响，随孔隙水压力的增加，峰后曲线斜率变陡，峰后刚度增大，即材料的均匀性、脆性增大与刚度比k减小。因此在围压等外界环境因素及系统内部条件不变时，刚度比 时就存在一个临界孔隙水压力 ，也就是说降雨等涨落因素引起滑面介质中的孔隙水压力大于这个临界值时斜坡就易于发生突变失稳。从而进一步加深认识了降雨等外部涨落因素对斜坡系统失稳的重要触发作用。

八尺门滑坡是福建省内迄今所发生的最大公路滑坡，监测是滑坡动态设计和信息化施工的重要内容。在该滑坡施工治理过程中建立了一个大型的滑坡监测系统，为此详细介绍了监测系统设计、现场监测布设及测试方法，开展了包括地表位移、滑体和抗滑桩深部水平位移、抗滑桩土压力、锚索受力、裂缝及地下水位变化等多项目的监测，基于对典型监测成果的综合分析，给出了滑坡的滑动方向、滑面位置、滑坡位移变化、锚索受力及地下水位变化情况等，为滑坡动态设计提供了直接依据，并确保了现场施工和滑坡上的居民安全，有效节约了工程成本。研究成果为相关的滑坡监测工程提供了重要的借鉴意义。

三峡工程水库运营中，库水位在145～175 m间周期性变化必将引起岸坡地下水位的波动，从而导致岸坡稳定性的响应变化。为此，根据布辛涅斯克非稳定渗流微分方程，采用多项式拟合初始浸润线，求得了库水位匀速下降和定幅度下降时岸坡的浸润线方程；在运用剩余推力法求解岸坡稳定性时考虑了对应的渗透力。以千将坪滑坡北东侧的红层岸坡为实例，分别考虑库水位由156 m匀速下降至145 m和库水位由156 m定幅度下降时岸坡的稳定性。结果表明：库水位以不同速度匀速下降时，降速越大，稳定性系数下降速率越大；地下水的时间滞后效应随降速的增大而明显延迟，但随着库水位的下降，滞后效应将达到一个最大值；库水位定幅度下降时，降幅与岸坡稳定性系数关系曲线呈现下降速率不同的3段；对于千将坪滑坡北东侧的红层岸坡在库水位匀速下降时，其临界降速为1.2 m/d，在库水位定幅度下降时，其临界单次降幅不超过6.0 m。研究结果对三峡工程库区类似岸坡地质灾害预警预报具有一定的指导意义。

基于数据挖掘技术和智能系统，提出应用概率神经网络预测边坡稳定性的数值方法。根据大量边坡稳定或者失稳案例记录的数据库资料，采用数据挖掘方法能够从中提炼出有价值的分类模式。将岩土边坡的力学参数和几何形状作为神经网络的输入训练和测试神经网络。实际应用显示所建立的概率神经网络预测边坡稳定的实用性。与传统的极限平衡分析方法和极大似然估计方法相对比，所提出的概率神经网络具有更高的预测精度。

某水电站溢洪道泄洪雾化降雨边坡问题严重，为研究其稳定性，对溢洪道左侧边坡典型剖面建立考虑雾雨入渗的裂隙岩体饱和非饱渗流数学模型，以有限元为模拟手段研究降雨入渗机理以及饱和非饱和渗流特性，在此基础上用非饱和点安全系数法评价有地表入渗的岩质边坡稳定性。分析表明：雾雨会降低岩体抗剪强度，造成地下水位的缓慢升高，非饱和区会形成暂态饱和区，这是边坡失稳的重要控制因素。渗流及稳定性研究成果可为雾化区边坡渗控设计提供参考。

在三峡水库蓄水和运行条件下，三峡库区水库型滑坡（以泄滩滑坡为例）不同部位的地下水位和位移的改变表现出对库水位变化的敏感程度不同的特征。根据监测变量（位移与地下水位）的变化对库水变化敏感程度的不同与监测信息量获取大小的关系，采用模糊模式识别方法对三峡库区泄滩滑坡地下水位及位移场变化对水库水位变化的敏感程度进行数值分区。数值分区结果表明：库水位对坡体地下水位的影响部位集中在滑坡的中前部；滑坡体中前部浅层土体水平位移在库水蓄水和骤降过程中表现得很敏感，随着坡体高程和土体深度的增加，土体水平位移变化表现得逐渐不敏感；滑体浅层土体的垂直位移变化对库水位的变化表现得很敏感，随着土体深度的增加，坡内土体的垂直位移变化对库水位变化的敏感程度逐渐减小。借助泄滩滑坡监测变量敏感程度数值分区规律，给出三峡库区水库型滑坡地下水位与位移监测点布设的建议。

针对常用边坡稳定性分析方法的复杂性和局限性，将层次分析法和模糊数学理论结合起来，建立了边坡稳定性评价的模糊层次分析模型，同时应用该评价模型对清江隔河岩水电站厂房高边坡进行了分析评价。结果表明，使用该模型可以使边坡稳定性评价更全面、更科学、更符合实际，该方法简便可行，结论可靠，具有一定的优越性，为决策者提供了有力的参考和支持。

泄洪雾雨作用下的边坡岩体饱和非饱和渗流问题是目前我国西南地区在建和已建高坝所面临的一个共同问题。从理论上分析了雾雨作用下饱和非饱和介质中水分运动特征；根据饱和渗流和非饱和渗流的数学模型，建立起统一的岩体饱和非饱和非稳定渗流数学模型；编制了有地表入渗作用的饱和非饱和非稳定渗流三维有限元计算程序；对有限元求解中的容水度问题、非饱和水力参数问题以及初始水头场问题作了相应的优化处理；以实际工程为例进行了饱和非饱和渗流分析，计算结果表明，比天然降雨雨强大很多的雾雨入渗会形成对边坡稳定不利的暂态饱和区，并引起地下水位的抬高；暂态饱和区的大小和地下水位的增幅取决于边坡表面的护坡效应和排水、防渗帷幕等措施，因此应该加强边坡表面的保护以及合理的设置排水、帷幕等措施，以减少入渗和地下水位的抬高。

边坡的破坏过程是由土体局部破坏向整体失稳发展的过程，其塑性区的开展及其水平位移增量的变化较完美地展现了这个过程。根据边坡的实际破坏和有限元数值模拟情况，提出了以特征点位移增量的突变及塑性区贯通作为边坡的失稳判断准则；并以此为判据，采用基于强度折减的大变形有限元方法分析了土质边坡的破坏及稳定性。研究表明，采用强度折减有限元法可有效分析边坡的破坏及其稳定性；此外还分析了带有软弱夹层黏土边坡的破坏性状及其稳定性，并比较了大、小变形有限元的计算结果，结果表明，带有软弱夹层黏土边坡的破坏性状随软弱夹层土体性质的变化而变化，由大小变形有限元分析得到的边坡稳定安全系数较为一致，但边坡的破坏机制随软弱夹层土体性质变化的转变点不同。

以无锡马山抽水蓄能电站地面厂房建筑过程中形成的人工边坡为例，在对其工程地质剖面分析并找出可能的滑动模式后，利用极限平衡法和有限元法分析了4个典型地质剖面的稳定性安全系数以及应力应变关系。结果表明，通过对该边坡的极限平衡法得到了2-2剖面的安全系数和通过有限元法得到的计算结果比较接近，且都满足相关规范的要求；坡体的最大位移发生在高程为－20 m和－5.0 m附近，其值为－22 mm；最大主应力位于高程－45.0 m处，值为0.134 MPa；最小主应力位于坡内深处，其值为－6.22 MPa。同时，提出了下一阶段应考虑时间效应，对边坡的变形进行分析。

介绍了颗粒流离散元的分析原理，以某岩质边坡为实例，构建了计算模型。根据实际资料，在计算模型中加了节理，节理的力学参数弱于岩体。在下方的抗滑挡土墙完全失去作用的情况下，用此模型对该滑坡的运动过程进行了计算预测，分析了整体的变形、不同部位的位移和应力等运动特点，上部粉质粘土区系拉裂引起的下滑，下部碎石土区因挡墙损坏而产生沿节理面的滑动，但拉应力变化不大。指出了在该滑坡存在2个滑动面，并针对2个滑动面提供了相应的治理建议。

结合山区高速公路建设的实践，采用大型室内模型试验，找出了荷载作用下斜坡地基上高填方路堤滑动破坏面出现的位置及形态，并确定了其极限承载力的大小。在通用条分法的理论基础上运用Visual Basic编程语言编制了斜坡地基上填方路堤极限承载力计算程序，并应用于该试验模型的计算分析，计算与试验结果的对比分析表明，利用极限平衡通用条分法不仅简单可行，且具有较高的计算精度。

受地质、工程等众多因素的影响，岩土质边坡稳定性具有未确知性、随机性、模糊性、可变性等特点，很难用简单的力学、数学模型描述。提出了用基于Takagi-Sugeno模型的模糊神经网络来对边坡稳定性进行评价，该模型同时兼具神经网络和模糊逻辑二者的优点，既可以比较容易地处理模糊性的实际问题，又具有较好的学习能力。将此模型与BP神经网络模型同时应用于80个实际边坡样本进行训练和预测，结果表明该模型具有预测精度更高、收敛速度更快、预测结果与实际结果吻合度更高的特点

岩土体当中存在大量的不确定因素，给边坡的稳定性分析判断带来了困难。在分析了计算参数的不确定性是影响分析可靠性的主要原因的基础上，运用模糊集理论考虑计算参数的不确定性，提出了模糊参数的具体构造方法和边坡稳定的不确定性分析思路。该方法可以根据不同隶属度下的参数截集区间，计算出相应隶属度下的安全系数区间，并可由此得到边坡的可靠性指标和安全系数建议值。通过不同算例研究表明，使用此方法能充分考虑计算参数的不确定性，得到的安全系数更加科学可靠。

引入基于Dijkstra算法的极限平衡有限元方法到岩质边坡长期稳定性研究中，得到边坡长期安全系数,并将该方法应用于糯扎渡工程坝肩高边坡，在弹塑性下比较刚体极限平衡和基于Dijkstra极限平衡有限元方法计算结果，认为该算法可信。基于糯扎渡水电站坝肩高边坡有限元流变分析中各时步应力场结果，采用基于Dijkstra极限平衡有限元方法得到各时步潜在滑动面和安全系数。由此判定该边坡长期稳定性，并给出安全系数随时间变化趋势和长期安全系数。

基于三维比奥固结理论，编制了考虑地下水渗流与土骨架变形耦合效应的有限元程序，分析了基坑变形以及坑内外超静孔压和土水势的空间分布规律，并与二维分析的结果进行了对比。研究表明，由于空间效应的影响，基坑中部截面处的围护结构水平位移和坑后地表沉降较基坑边缘截面处的围护结构水平位移和坑后地表沉降大，而基坑中部截面处的超静孔压和土水势却较小；与三维有限元分析的结果相比，二维分析时围护结构的水平位移和坑后地表沉降都更大。

针对渝黔高速公路路堑边坡向家坡滑坡综合治理工程实例，首先通过对该边坡前期滑动及不成功治理过程介绍，结合地表位移监测和详细的地质勘探，准确地判断了路堑边坡滑坡病害性质、滑坡机例，总结了前期治理失败的原因；然后将滑体与前期支挡工程视为桩土复合体进行了稳定性分析；最后制定了临时防治与永久根治相结合的多途径的综合治理方案。成功的实践表明，这是一种既安全可靠、又经济合理的路堑边坡滑坡综合整治措施。

灰关联分析神经网络方法首先是对防洪堤边坡稳定性影响因素进行灰关联分析，得出各因素影响程度的大小排序，然后建立该工程的神经网络模型，选择灰关联分析得到的优势因子作为样本输入以及关联度作为网络权值确定的一个因素，利用大量南宁市防洪堤边坡工程实例对网络进行训练学习，最后用训练成功的网络对工程进行预测。预测的结果与实际情况进行对比表明，这个方法能够满足南宁市防洪堤边坡稳定性预测的要求。

基于GIS技术，利用信息量模型开展区域滑坡灾害危险性预测研究，编制滑坡灾害易发分区图，为滑坡灾害的风险预测及实时预警预报提供基础资料。以浙江省永嘉县为例，利用MAPGIS二次开发得到的信息量专业模块，结合永嘉县历史滑坡灾害和2004年以来新发生的灾害点，分别评价了研究区的历史滑坡灾害危险性和现状滑坡灾害危险性；提出用历史滑坡灾害危险性图件结合新发生的灾害点来验证评价模型；将历史灾害点和新灾害点结合生成滑坡灾害危险性预测图件的预测过程；研究成果经在永嘉县的实际验证分析，2004年后3次台风期间（2004年的“云娜” 台风，2005年的“海棠”和“麦莎”台风）发生的有准确地点的滑坡灾害点全部位于滑坡灾害易发区内，表明采用的模型具有较好的实用性和可靠性；采用历史统计和快速聚类相结合的方法进行危险性等级的划分，克服了前人研究工作中人为划分易发区的缺陷，更科学、客观。

根据南宁市防洪堤岸坡岩土材料的特性，对典型堤段的岸坡岩土材料进行了试验研究。根据试验数据拟合得到体积屈服面和剪切屈服面，基于广义塑性力学原理，建立了岸坡岩土材料的本构模型。使用MATLAB程序进行数值计算，通过对比试验曲线和理论曲线的拟合程度检验了模型的合理性。

千将坪滑坡位于长江南岸支流青干河左岸，是三峡水库蓄水一个月后发生的水库新生型滑坡。通过千将坪滑坡恢复到原貌，采用三维极限平衡法对滑坡的整体稳定性和失稳下滑的触发因素进行了分析，探讨了水库蓄水和连续降雨对滑坡稳定性的影响。计算分析成果表明，水库蓄水后的浸泡软化作用使滑坡体稳定条件急剧恶化，蓄水和强降雨的联合作用最终导致千将坪滑坡产生大规模深层滑动。

软土地区常采用坑内土体加固来达到控制围护结构内力的目的。以弹性地基梁法为基础建立了基坑的有限元模型，利用模型分析了坑内土体的加固深度及程度对围护结构内力的影响。结果表明，围护结构的内力随加固深度及程度的增大而减小，而且还存在着临界加固深度及程度。因此，合理地确定加固深度及程度既能保证基坑安全，又能够节省工程造价。

对金安桥水电站左岸下游B2崩塌堆积体的工程特性进行研究，重点分析了凝灰岩夹层分布形式、分布特点，并提出了其对崩塌体的稳定性产生的影响以及可能导致崩塌体的破坏类型。运用2D有限元及极限平衡分析法分别对崩塌体的稳定性进行分析，由此得出：B2崩塌体按松动体底面和凝灰岩夹层组合滑动面的安全系数满足工程要求；地震作用对崩塌堆积体的影响较天然状态下大，根据极限平衡理论的最弱面搜索结果及计算结果，沿崩塌堆积体底面和凝灰岩夹层组合的整体性平面滑动破坏可能性存在。同时提出了对浸水后凝灰岩夹层特性进行研究及及时监控反馈分析的合理化建议。

通过对朝阳坡滑坡工程地质及水文地质条件的调查，在室内外试验及破坏形态分析的基础上，探讨了该滑坡滑动的成因。分析表明，特定的地形、地质条件是滑坡产生的主要原因。在对该滑坡现有稳定性分析的基础上，提出了对滑坡进行整坡、削坡减载、分级支挡、局部反压、排水等综合治理措施，取得了良好效果，可供类似工程参考。

以沪-蓉国道主干线恩施高坪-吉心段付家坡滑坡地段典型断面为研究对象, 运用强度折减系数法，研究了在天然状态和饱水状态下滑坡体稳定安全系数。 指出了在这两种状态下边坡的不稳定性。并与其他几种方法进行了对比分析，结果表明有限元强度折减系数法应用到该断面是可行的，同时也显示该方法相对于其它方法的优越性。

假定滑面正应力分布为含2个待定参数的拉格朗日插值函数，推导出含锚固力作用的滑体水平力、垂直力和力矩平衡方程，直接得到满足给定安全系数要求的锚固力系数解析解。这种锚固边坡计算方法克服了传统方法导致滑面正应力突变的缺点，且计算过程极为简便，并成功应用于实际边坡加固工程。

茅坪溪沥青混凝土堆石坝是目前世界上最高的沥青混凝土心墙坝之一，由于上坝壳填料与设计料源有所改变，填料特性试验资料较少，有限元计算参数不准，很难客观评估大坝应力变形状态。根据大坝监测资料，采用Duncan-Chang E-? 模型和正算逆解逼近法进行参数反分析，比较客观准确地确定了坝体填料参数，计算结果与观测的实际规律或数值大小非常吻合，为蓄水期评价大坝的应力变形状态提供计算依据。

基于光照水电站坝基水文地质条件及坝体渗透特性的研究，建立了大坝三维有限元模型，模型较详细地考虑了坝体大坝不防渗结构和排水系统及坝基地质和防排渗结构。分析研究了薄层单元、排水孔幕的模拟方法，采用合适的方法计算了同条件下的渗控情况。通过综合对比分析，对该坝的渗流规律及相应渗控措施进行了初步地探讨。

通过试验资料，说明了应力路径对砂土的应力-应变关系的影响；从实测资料及有限元法计算的结果，分析了土石坝中应力路径的特点；然后介绍了部分现有在土石坝变形计算中考虑应力路径影响的方法；最后，通过砂土的等应力比及变应力比路径试验资料的分析，揭示了二者之间具有良好的相关关系，推导了变应力比路径下非线性弹性模型参数的计算方法，提出了在土石坝变形计算中考虑应力路径影响的分析方法。

针对强震区深厚覆盖层上土石坝工程的特点，基于土石料三维粘弹塑性动力本构模型，考虑孔隙水压力消散和扩散，建立了深厚覆盖层上土石坝地震反应分析的三维真非线性有效应力动力分析方法及抗震安全评价方法。利用土石料动力特性的大型三轴试验成果，对一深厚覆盖层上的土石坝进行了地震反应分析，给出了坝体及覆盖层地基的加速度反应、应力反应，并结合单元抗震安全系数、防渗墙动应力、地震残余变形、坝坡动力稳定性等进行了抗震评价，为大坝的抗震设计提供了有力的技术依据。

利用大型通用有限元分析软件ABAUQS的用户开发平台，实现了Duncan-Chang 模型的接口开发，完成了某沥青混凝土堆石坝的填筑与蓄水过程二维非线性有限元仿真模拟，得到了坝体和沥青混凝土心墙的应力与变形等结果，其成果对工程坝体断面优化分区、沥青混凝土心墙防渗设计可提供参考依据；同时表明：充分利用ABAQUS已经具备的非线性分析功能，二次开发是完成土石坝非线性应力应变分析的有效解决方案。

坝基变形是引起坝基失稳的一个重要因素，但在研究坝基稳定性的过程中，坝基变形并未得到充分重视。关键点的合理选取是正确使用坝基变形特点研究坝基稳定性的前提，在对向家坝泄12坝段深层抗滑稳定进行非线性有限元分析时，对关键点的选取进行了有益的探索并提出了选取方法和关键部位的概念，即起主要抗滑作用的部位。通过研究各关键部位关键点的变形特点，根据关键部位在抗滑过程中的重要性并结合屈服区的发展，从不同的安全层面研究了重力坝深层抗滑稳定的安全度，并给出合理的处于极限状态的强度储备系数及其下限值，这种研究重力坝深层抗滑稳定的方法具有自己的特色。

关于厂坝联合作用对重力坝坝基抗滑稳定的影响一直是水利水电工程中比较关注的问题。针对这一问题，结合金安桥水电站重力坝工程，通过弹塑性有限元方法和坝基抗滑稳定系数的计算进行了探讨和分析。结果表明，对于水电站的河床坝段，不论是通过传统研究方法 法，超载法还是强度储备安全系数计算方法，都说明通过厂坝联合的共同作用，可有效地提高坝基浅层抗滑稳定性能，但提高效果不很明显。另外，采用厂坝联合作用后，可有效地降低坝体内的最大压应力和拉应力，使坝体内的应力分布更加均匀，可使厂坝连接处的发电进水钢管的挠度曲线比较光滑连续，减小了因挠度突变而产生不利的附加应力，有利于发电进水钢管的正常安全运行。

珠江三角洲的软土分布广泛,水利建设中正在遇到大量在软土地基上的堤围加固，穿堤涵闸的建设问题，其中最主要的技术难题是软基处理的问题。本文主要是针对目前建设中遇到的软土地基承载力的合理确定问题及涵闸地基处理、软土地基的变形问题、填土速率的控制问题、旧堤加固及软土参数取值问题、侧向土压力问题、复合地基的应用问题、软土施工顺序的影响等技术问题进行探讨,因为这些问题影响到工程的质量和安全,是目前工程建设中急需解决的问题。

颗粒破碎对堆石体的变形有重大影响，颗粒破碎除与母岩强度有关外，与应力状态密切相关，高堆石坝堆石体的大部分变形正是高应力场下颗粒破碎的反映。沈珠江院士提出的南水双屈服面模型虽可以较全面地反映堆石体的变形特性，但未充分考虑颗粒破碎引起的剪缩特性，因此坝体变形计算结果往往偏小，适用于中低堆石坝的分析中。本文的计算方法在南水双屈服面模型的基础上，考虑了堆石体在一定应力状态下颗粒破碎引起的应变，较真实地反映了堆石体的变形特性，可为堆石坝尤其是高堆石坝的应力变形研究提供更为合理的结果。

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理，利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝），通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料，考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用，建立水力劈裂分析的平面有限元模型，确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力，进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性，该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。

运用复合材料法模拟土工格栅加筋单元，对格栅加筋堆石坝坝顶堆石进行了数值模拟。计算中，土石料采用非线性弹性模型模拟，并用拟静力法模拟地震动荷载。对无地震和有地震两种情况下的加筋效果及加筋层数和格栅模量对加筋效果的影响进行了分析研究，并对格栅加筋机理加以解释。数值模拟结果表明：格栅加筋有利于增加土石坝坝顶堆石的稳定性和抗震性能，随加筋层数和格栅模量的增加，加筋效果愈加显著。

乌东德水电站位于长江上游的金沙江,其土石围堰高74 m，河床砂卵石覆盖层厚70 m，上下游水头差达151 m，且设计在下游侧堰脚开挖70 m深的基坑，拟采用高86 m的混凝土防渗墙上接复合土工膜防渗。对该高水头下深厚覆盖层高土石围堰的应力变形特征进行了非线性有限元分析，模拟了堰体填筑、蓄水、下游侧降水与基坑开挖的过程，采用无厚度Goodman单元模拟堰体与防渗墙间的接触面。应力与变形分析的结果表明围堰的设计方案是可行的。此外，研究了覆盖层与围堰填料的参数，防渗墙的材料、厚度与墙底沉渣等因素的影响，对设计方案提出了建议。

挤压式边墙技术是近年混凝土面板堆石坝发展最具有代表性的新技术之一。本课题以使用挤压式边墙的面板堆石坝为主要研究对象，具体结合一个工程实例进行分析。运用ANSYS参数化设计语言（APDL）实现了用点面接触单元模拟面板与边墙的接触；创新性地采用非线性连接单元模拟面板垂直缝和周边缝。在此基础上，计算了有挤压式边墙和无边墙两种情况下坝体及面板分别在竣工期和蓄水期的应力、变形；最终确定两者面板应力应变之间的差异，明确挤压边墙对面板的影响。

在土石坝混凝土结构周围设置一定范围的高塑土可以控制防渗墙改善应力集中、控制可能发生的裂缝。对设置不同高塑土区域心墙堆石坝进行有限元计算分析比较，结果表明，在廊道和主防渗墙顶局部设置高塑土，比沿心墙底部通长布置更能改善混凝土结构应力。心墙底高塑土区域设置过大，反而会使得原来局部设置高塑土分散的坝体荷载重新调整，从而导致廊道和主防渗墙的应力增加。

心墙堆石坝的湿化变形已经为人们认识和重视，面板堆石坝由于上游有混凝土面板挡水，其湿化变形很少引起重视，但由湿化变形比较明显的堆石料填筑的坝体，在降雨过程中往往产生较大湿化变形，影响混凝土面板的工作性状。本文研究提出了大气降水引起堆石体达到一定饱和度情况下湿化变形的计算方法。进行了滩坑水电站混凝土面板堆石坝堆石料湿化变形试验，采用弹塑性平面有限单元法，分析研究了堆石料浸水湿化对坝体应力变形以及混凝土面板应力变形性状的影响。

简要地介绍了对水工地下洞室施工中对围岩不稳定体，即碎裂岩体、松动岩体、软弱结构面、楔形体结构面等围岩喷锚支护结构的作用，喷锚支护结构的使用。

用有限元法计算土石坝地震反应时，有限元模型的网格剖分、计算边界的处理是计算精度的主要影响因素，也是有限元法分析前处理的主要工作。基于河海大学岩土工程研究所开发的二维有限元土石坝计算程序，分析了网格剖分的形式、网格的合理尺寸、简单边界的计算取值范围对土石坝地震反应的影响。研究结果表明，在土石坝地震反应计算中，网格剖分的整体形式应该水平成层，网格尺寸以最大坝高的7 %～10 %为上限；在有覆盖层的土石坝工程中，简单边界的计算区域应包括覆盖层，并与覆盖层厚度有特定的关系。上述成果可使前处理过程更严谨、更易操作，可作为研究和实际工程计算的参考。

根据酸性污水库坝防渗要求，设计出防渗方案评价指标体系，并将各个指标具体化，选择工程总造价、治理可靠性、施工安全性、施工工期、施工难易程度以及工程对环境的影响等六个指标形成二级指标评价体系。针对具体防渗工程，提出4个备择方案，采用二元对比法对各因素指标赋予权重，运用模糊数学方法构造多层次模糊综合评价模型，通过逐层分析比较，优选出最佳方案。实例表明多层次模糊评价法具有很好的可行性和可靠性。

通过对不同厚度的泥皮和不同粗糙程度的混凝土接触面的大型剪切试验研究，得出不同的强度和变形指标，试验结果表明，在同样的泥皮厚度条件下，混凝土接触面越粗糙能够得到较高的强度和变形指标；在相同的接触面粗糙条件下，泥皮厚度越薄越能得到较高的强度和变形指标。对于上述不同试验条件下强度和变形指标产生差异的原因进行分析，试验中考虑泥皮的存在是合适的。

采用淤背方式加固黄河大堤时，河南、山东一期工程堤身多处出现裂缝。目前尚无淤背对堤身影响的定量研究成果，因而放淤固堤的合理施工速率难以确定。淤背体及堤防土体的水分消散过程实际上是非饱和流固耦合问题；淤背分级施工的变水头边界问题，可等效成多级常水头边界问题。采用非饱和渗流分析方法，计算出每级施工后堤防及淤背体的浸润线；将其作为已知边界条件，考虑堤防土体力学特性、排水条件等影响，进行非饱和流固耦合分析，据此提出相应的淤背施工合理速率。研究表明，该模型计算结果与实际情况相符，因而可为黄河标准化堤防工程设计与施工提供理论依据，并可供其它河流治理时参考。

闸门选型是拦河闸建设工作的重要组成部分，通过定量计算和综合分析，得到如下结论：①综合考虑渭河宝鸡市区段的地形、地质、河道特性以及施工管理等因素，建议选择开敞式平底拦河闸，并且采用平板闸门及固定式启闭方式。②设计拦河闸轴线全长626 m，闸底板高程579.9 m，设闸孔29处，闸孔宽度为19 m，属于大（1）型I等水利工程。

主要介绍电位器式位移计多功能性在几个工程中的应用情况。以单支电位器式位移计为核心组成的TS型土位移计用于观测心墙与岸坡混凝土垫层的剪切位移或拉伸位移，该仪器已经在多座心墙堆石坝应用，及时地监测了心墙的变形状况。以双支电位器式位移计为核心组成的TST型面板脱空位移计用于监测面板的脱空变形和剪切变形，为面板脱空处理的方案的确定以及对面板脱空处理后的效果的判断提供依据，该仪器已经在国内的高面板堆石坝成功应用，及时获得了面板脱空数据及变化曲线。以三支电位器式位移计为核心组成的TSJ型周边缝测缝计用于监测周边缝的开合度和剪切变形、垂直面板方向的沉降变形，该仪器已经在国内多座面板堆石坝应用，实时地取得周边缝的变形状态及变化曲线，为大坝安全评价提供了依据。

软基上的水闸基础多采用端承桩，由于地基为相对弱透水的软土层，容易忽略闸基的防渗处理，水闸建成后两侧填土发生沉降，带动地基土层沉降造成基础脱空，形成渗水通道，危及水闸以及大堤安全。本文针对该问题提出前截式防渗墙的加固方案，取得了较好的防渗效果。

介绍了那兰水电站混凝土面板堆石坝监测设计布置，以两年来大坝施工期和蓄水期监测资料为基础，分析了大坝的变形、渗流、应力、应变以及面板与坝体联合受力特性，对坝体施工质量和蓄水后的安全稳定性进行了初步评价，提出了电站运行中需要关注的问题，可供类似工程参考。

将粒子群算法（PSO）引入大坝监测领域，提出一种基于粒子群神经网络（PSONN）的大坝监控预报模型。该模型充分发挥PSO的全局寻优能力和BP神经网络局部细致搜索优势，给BP神经网络提供了良好的初始权值。对逐一粒子群（SPSONN）、整体粒子群（WPSONN）、逐一BP（SBPNN）及整体BP（WBPNN）4种预报模型的对比分析表明：逐一预报模型（SPSONN和SBPNN）的预报精度明显高于对应的整体预报模型（WPSONN和WBPNN）的预报精度；与BP神经网络模型相比，PSONN模型不仅收敛速度明显加快，而且预报精度也有较大提高，尤其是SPSONN模型，其高精度和短历时性完全满足实时预报的需要，可以准确、有效地应用于大坝监测量的实时预报。

新疆河流洪水具有陡涨陡落、泥砂含量高、突发性强等特点。冲积扇河道纵坡大，上、中游河道表现为冲刷或冲淤基本平衡，河道防护工程洪水期冲刷问题突出。河流中下游纵坡明显减缓，河道加宽变浅，频繁摆动游荡。河流纵向、横向输沙不平衡引起河势改变，引起河道冲刷崩岸及洪水灾害。通过对新疆河流、河道特征，水力学要素及河床演变、河道冲淤规律分析，根据新疆河道特点及防洪实践，提出了河道治理思路及防护工程布置方法，对不同河段防护工程设计参数的选取、河道整治建筑物的结构型式等问题进行了探讨。

江苏某抽水蓄能电站，上库主坝为混凝土面板堆石坝，由于上库防渗面板基础开挖量大，开挖料大多数为强风化粉砂质泥岩和强风化泥质粉砂岩，拟利用部分强风化中下部开挖料作为主坝填筑料，对于达到挖填平衡、保护环境、减少弃料及提高经济效益具有重要意义。为此对强风化岩石进行了岩石物理性质、抗压强度、压缩变形、矿物成份分析、化学分析等试验研究，同时进行了岩石干湿、变温多次循环疲劳物理力学特性试验，揭示了强风化岩石在干湿、变温循环条件下的变化规律，对于强风化岩石的可利用性及预测其长期稳定性提供了科学依据。

岩体完整性指标（IRMI）是基于钻孔成像技术的评价岩体完整性的新指标，定义为全孔孔壁图像中岩体完整特征I与孔壁岩体长度（即完整特征I与破碎特征F之和）之比的百分数，即IRMI = I / (I + F)。钻孔成像技术在青岛海湾大桥基础勘察工程中取得了成功应用，获得了大量的第一手资料。通过与钻探和其他岩石质量估算法的对比分析，得出(1) 钻孔摄像弥补了钻孔取芯的不足；(2) 全孔图像为实现准确的岩体完整性评价创造了条件；(3) IRMI能准确地反映岩体完整特征；(4）IRMI通常大于RQD。

采用双目立体视觉与数字图像相关相结合的新方法，对静载作用下湿喷桩复合地基室内模型的土体表面三维位移进行测试。给出了双目立体视觉系统的标定结果，提出了提取角点坐标的新方法及基于仿射变换的左右摄像机同名点的匹配搜索法，得到了土体表面三维位移随荷载变化的曲线。试验结果证明，将该系统应用于湿喷桩复合地基室内模型的土体表面位移测试是一种有益的尝试，也为土体位移测试提供了新的方法。

颗粒破碎是堆石料的一项基本特性，它对堆石体的变形和强度特性具有明显的影响。对于高堆石坝而言，在高应力场作用下堆石颗粒发生明显破碎，可导致坝体变形率增加。为了正确认识堆石体及堆石坝的变形特性和机理，研究了堆石颗粒破碎特性以及颗粒破碎的影响因素。采用大型三轴试验研究了堆石料的颗粒破碎特性，分析了堆石体干密度、级配特征、堆石颗粒强度等对颗粒破碎的影响，研究了应力状态对颗粒破碎率的影响，建立了颗粒破碎率的计算模型以及颗粒破碎引起的堆石体应变增量与颗粒破碎率的关系。

含浅层生物气的砂土是一类特殊的非饱和土，由于此类砂土中含有数量不等的生物气，生物气的存在对砂土的工程性质影响较大，使其有着有别于一般砂性土的特殊工程特性。本文采用孔压静力触探仪，对河湖相沉积的砂土是否含有生物气进行了初步判别，然后对生物气释放前后砂土的承载性能进行了现场和室内试验对比研究，认为在不发生渗透破坏的情况下，生物气的缓慢释放会提高砂土的承载力，有利于砂土上部建筑物的稳定。

天然软土尤其三角洲地区的淤泥或淤泥质黏土常含砂，以含细砂或粉细砂为主，系统研究水泥土强度与含砂量的关系，为水泥土性能改良、强度设计及水泥土搅拌法施工提供直接依据。选取珠江三角洲两处典型的淤泥、淤泥质黏土，按天然含水率配制试验用土，掺加不同含量的细砂制成含砂水泥土试件，养护到不同龄期，对其进行无侧限抗压强度试验，得到了水泥土强度与含砂量及其他关联影响因素关系的变化规律。主要结论是：细砂颗粒在水泥土中起到了细骨料的作用，有利于提高水泥土强度；考虑水泥土的含砂量、水土质量比、水泥掺入比和实际水灰比等因素，得到了含砂淤泥水泥土强度估算公式；在不含砂淤泥水泥土中掺入2 %干细砂时其强度约提高25 %，掺入15 %~25 %干细砂则可提高40 %~60 %。

对不同水泥掺加量固化淤泥进行了固结不排水(CU)三轴剪切试验，对固化淤泥的破坏模式和抗剪强度参数进行了分析。试验结果表明：应力-应变曲线随着水泥量增加由理想弹塑性向应变软化型转变；当水泥量为50 kg/m3时，随固结压力的增加应力-应变曲线有理想弹塑性、应变软化和应变硬化三种类型；当水泥量高于100 kg/m3时，试样都呈脆性破坏模式。淤泥经水泥改良后成为一种结构性土，固结压力在小于试样结构屈服应力时对抗压强度影响不大。有效粘聚力随水泥量的增加呈较大的增长趋势，而有效内摩擦角分布在32o~42o，表明水泥固化淤泥的作用主要是提高土颗粒间的胶结，而填充孔隙的作用较弱。

应变综合结构势是一种新的、可以方便应用于复杂应力状态下的土结构性参数。根据应变综合结构势参数的定义，用三轴剪切试验中原状黄土（或人工结构性黄土）、重塑黄土以及饱和黄土的应力-应变曲线求得原状黄土（或人工结构性黄土）的结构性参数曲线，分析了三轴试验条件下非饱和黄土的结构变化特性。结果表明，应变综合结构势作为一种新的土结构性参数，它与应力综合结构势参数对同一影响因素的变化趋势基本相同，可以合理解释土体在三轴剪切试验条件下土结构性参数曲线所表现出的基本特征，更适合描述在三轴复杂应力状态下土体结构性的变化和发展。

经过对不同时期洪积物的成因、物质组成、结构、构造等的分析，以及对第一期洪积物内能否成洞的试验性模拟开挖、观察、分析，并在大量室内外物理力学性质试验的基础上，分析、量化出洪积物内成洞工程地质特性参数。在精心设计和施工下，深厚洪积物内开挖大跨度洞室顺利成功。

近年来土工织物膨润土垫（GCL）被越来越多地应用到各种防渗工程之中，而水化后GCL中膨润土的微观结构会对GCL的长期防渗性能和力学性能产生影响。采用压汞试验，对水化后GCL中膨润土的微观结构进行定量分析，研究了液体对微观结构的影响，并通过化学分析来揭示液体产生影响的机制。结果表明，(1) 采用垃圾渗滤液水化后的膨润土孔隙体积密度最大，大孔径孔隙所占比例最高；(2) 出现上述规律的原因可以归结为两个方面，一是由于渗滤液中阳离子浓度最高而使得蒙脱石表面双电层厚度最小，二是更加频繁的离子交换作用使得蒙脱石表面大直径离子比例最高。

为了评价HDPE土工膜中产生的温度应力，提出了温度应力的简易评价方法。通过室内试验，得到HDPE土工膜的环境温度与弹性模量、线膨胀系数的关系；同时通过室外模拟试验，采用热电偶、传感器和变位计得到了不同覆土厚度下HDPE土工膜的温度应力值。结果表明：随着环境温度的降低HDPE土工膜的温度应力呈直线下降。运用提出的评价方法，试验结果与温度应力的计算值进行了对比，计算值与试验值符合较好，但随着覆土厚度的增加，计算值与试验值的偏离变大

新疆长距离引水工程通过区的各种地质现象极为丰富和复杂，除常规的地质问题以外，各地段的工程地质现象和地质体又有其独特的性质和特征，对不同地区的地质体、地质现象进行有针对性的、深入细致的研究，以满足工程建设的需要。乌伦古河南岸引水工程中遇到了常规的地质问题以外，还有软岩隧洞、“500”水库大坝下的软基和沙漠风积沙等各种复杂工程地质问题和不良地质体、地质现象，经过仔细地工程地质勘测工作，该庞大的引水工程体系目前已建成并投入正常运行，但仍有许多工程地质问题如盐胀、冻胀等，在今后的工程运行实践中有待于进一步的证实和探讨。

在试验室进行裂纹稳定扩展及非稳定扩展的研究，其试验基座以楔形劈裂试验为基础改良而成，考虑材料的均质性，试验试体采用供铺设地板或建筑用外墙之天然石材。试验过程中利用裂缝应变片即时记录系统求出试体在稳定扩展及非稳定扩展下的裂纹扩展速度及其分形特性。结果表明，稳定扩展速度范围约在0.113～313.043 cm/s；非稳定扩展速度范围约在0.094～2 489.816 cm/s；亚临界分形维数范围约在0.994 3～1.036 6；起裂断裂韧性范围约在1.891 5～3.500 1 MPa?m1/2；分形亞臨界斷裂韌性范围约在2.063 6～3.712 8 MPa?m1/2。

粗粒料的孔隙率与其他物理力学参数间有着密切的联系。通过大量试验资料的总结分析，以孔隙率为主线，通过图示、计算、分析等方法，发现各物理力学指标间存在着或正或负的相关性。研究和掌握它们之间的相关性，对试验研究人员、工程设计和施工技术人员在试验、设计和施工中通过有效控制孔隙率，分析预测试验参数、合理有效选择参数有着非常重要的意义。

城市三维地质数据的组织与管理是城市三维地质信息系统建设所面临的首要难题。通过对城市地质调查成果数据和城市三维地质信息系统用户需求的分析，将城市三维地质数据抽象、概括为“两个层次、四大类别”。“两个层次”是指城市三维地质数据包括原始数据和解释成果数据这两个层次；“四大类别”则是将城市三维地质数据分为地理空间数据、原始勘察数据、专业解释数据和三维地质建模数据等四个大类，其中地理空间数据和原始勘察数据属于“原始数据”这一层次，专业解释数据和三维地质建模数据属于“解释成果数据”这一层次。论文还按照地质数据所涉及的专业标准，将城市三维地质数据划分为多个专业库，这可满足不同专业的工程人员的应用需求。根据三维地质建模的要求，特别提取出经特殊解释后的三维建模数据，以实现对地质数据的三维可视化显示与分析。这种数据组织与管理方案已经成功的应用于北京、上海等城市的三维地质数据管理和服务系统之中。

地下工程监测是工程动态设计和信息化施工的重要基础，监测成果全面、准确、及时的总结和分析上报更是其中重要的环节。乌江彭水电站地下厂房开挖尺寸大、地质条件复杂、开挖周期长、施工扰动大，为保证施工期和运行期的安全，在地下厂房区布置了大量的监测仪器，对厂房施工期围岩的变形性态与稳定性实施跟踪监测。通过监测成果分析表明：主厂房围岩总体上是稳定的，设计支护措施可以提高围岩的自稳能力，保障厂房开挖的稳定。但是受地质条件和爆破施工影响，局部围岩特别是下游边墙页岩部位岩体稳定性问题突出。

地面三维激光扫描技术是一项较新的数据收集与分析技术，它可以快速扫描目标，获得高密度，高精度的目标空间坐标，配合后处理软件，进行各种测绘、分析、仿真工作。介绍了三维激光扫描技术的原理，对目前的主要激光扫描硬件进行了比较，最后介绍了三维激光扫描技术在岩土工程应用的主要两个方面：边坡变形监测与岩石裂隙面勘察。相比常规监测和地质调查技术，三维激光扫描技术具有高精度、速度快、节省人工的优势，具有较大的应用潜力。

塑料排水板是软土地基加固排水材料，根据芯板与滤膜的复合方式不同，可分为分离式和整体式两种。分别对分离式和整体式两种塑料排水板的物理性能、力学性能和水力学性能开展了一系列的试验，研究探讨了这两种排水板的性能差异。结果表明：整体式排水板与分离式排水板相比，具有整体抗拉强度高、延性好，在复杂条件下施工，滤膜与芯板不易剥离脱开、刚度大、抗侧向压曲能力强、通水能力强等特点。

通过水泥土-粉土复合试样的动三轴试验，研究了动荷载作用下围压、置换率及初始干密度对复合试样动弹模量 的影响。结果表明：经过置换后，复合试样的动弹模量得到提高；动应力-应变关系曲线符合双曲线模型；动弹模量和应变相关曲线与纯粉土的有关曲线形状相似；水泥土-粉土复合试样的动弹模量随应变水平的增长而降低；在相同的动应变水平下，随围压、置换率及初始干密度的增大而增大；在围压较小时，置换率、围压和干密度对动弹模量的影响更显著；复合试样的最大动弹模也随围压、置换率、初始干密度的增大而增大；归一化后的 曲线分布在一个相对狭窄的范围内。

利用特制的非饱和土三轴仪器，模拟实际工程中土体的受力条件，对黄河大堤非饱和土在不同围压条件下的土水特性以及非饱和土的强度进行了试验研究。试验表明：非饱和土基质吸力随着土体周围压力的增大而减小，随着含水率的增大而减小；非饱和土的有效摩擦角 值受含水量的影响不大。但总凝聚力 受含水率的影响较大，含水率越小，基质吸力就越大，总凝聚力亦越大。根据试验结果，提出了非饱和土的抗剪强度的拟合模型，该模型参数易于确定，与实测结果：拟合误差较小，满足非饱和土的强度计算精度要求。

对于深厚软土地基，采用真空联合堆载是一个经济合理的地基加固方法，但如果施工方法不当会影响加固效果。在堆载过程中应加强现场监测，以对地基的加固效果和施工期地基的安全进行监测。结合某工程真空联合堆载预压处理软土地基，对真空联合堆载预压施工与监测方法进行研究与介绍，其成果可供类似工程参考。

粗粒土作为土和块石的介质耦合体，具有非均质性、非连续性及试样的难以采集性等内在的独特性质，从而给研究带来极大的困难。粗粒土属于典型的多孔介质，其渗透特性与砾石的百分含量关系密切。利用自制的常水头渗透仪，测定了不同含砾量时粗粒土渗透系数值，研究发现含砾量与粗粒土渗透系数之间存在指数关系。在工程设计中可以通过合理调整粗粒土砾石的含量，达到控制其渗透性能的目的。基于幂平均法，提出了粗粒土复合渗透系数的计算公式，并通过试验结果验证了该式的正确性，为粗粒土渗透系数的理论计算提供了一个简明实用的计算工具。

通过对角钢插入式基础抗拔试验，分析了角钢与混凝土之间的黏结性能及应力分布特点，探讨了角钢插入式基础抗拔破坏的影响因素，重点研究了插入式基础角钢与混凝土之间的摩擦系数的变化规律，给出了一个比较符合实际且又方便设计的平均摩擦系数。

介绍了法国梅纳(Menard)旁压仪的结构和工作原理，并应用于砂卵石地基勘察工程的原位测试，对旁压试验结果进行分析，以确定水电站坝址砂卵石基础的地基承载力和变形参数，并与室内试验和超重型动力触探的结果进行对比，证明其成果能够很好地应用于工程设计，并为类似工程提供参考。

对无纺土工布特性指标的检测结果进行了误差分析，给出了各项特性指标检测结果的误差，说明了各项特性指标检测结果的可信度。

切线模量是增量本构中很重要的一个力学参数，研究其规律性意义很大，本文将从初始弹性模量方面对其进行探讨研究，推导出初始切线模量与围压、超固结比、初始孔隙比之间的关系式，并对杭州某一区域的软土进行了三轴试验进行验证。

土拱效应对考虑拱效应时土压力的计算非常重要，而目前对土拱效应的形成机理认识还不深刻。通过自行设计的室内挡板下落试验对砂土拱效应的问题进行了试验研究。得到了不同的土体埋深情况下，随挡板下移挡板上土体重量、箱内土体的应力和侧压力系数的变化规律。试验结果表明，挡板微小的位移挡板上土体的重量就会快速降低；随着挡板继续下移挡板上土体重量降低的趋势逐渐减缓，认为挡板下移2.5 mm时上部土体达到临界状态；随挡板下移箱底挡板上部中心线上的竖向土压力减小，挡板两侧上部土体的竖向土压力增大；挡板上部中心线上的侧压力系数明显增大。通过土体内的应力变化规律对砂土拱效应的形成机理进行了分析。

在宝泉上水库开挖过程中，环库两岸发育有大小不一的冲沟，虽然冲沟覆盖层主要是可压缩性较小的碎石土，但相对岩质基础，其变形模量仅为千分之一左右，考虑上水库库岸防渗形式(沥青混凝土防渗)，为避免蓄水过程中基础软硬交接面产生过大的不均匀沉降，对其进行正确的分析与评价，是冲沟处理方案需要解决的突出地质问题。

水管式沉降仪是土石坝安全监测的主要仪器之一，在观测中出现的主要故障是通气管堵塞，从而造成测值异常。其主要原因是由于水管式沉降仪排水管中的水体不连续(结构上的缺陷)和操作不当或失误造成的，这类故障排除比较困难。通过工程实例，对故障的排除进行了尝试，取得了初步的结果。为了从结构上解决水管式沉降仪排水困难的问题，介绍一种双水管式沉降仪。双水管式沉降仪采用双连通管原理，不需要埋设坡降，能适用于高土石坝坝体内部和地形起伏的覆盖层表面的竖向位移监测。

小湾水电站坝址区地质条件复杂，岩性主要有黑云花岗片麻岩和角闪斜长片麻岩两种。由于小湾水电站坝高为292 m，为世界级高拱坝，因此我们在小湾进行了高正应力条件下的岩体抗剪强度试验（最大正应力13 MPa）。通过对不同岩性及不同岩体质量条件下的岩体抗剪强度（含混凝土与岩体接触面抗剪）的试验研究，为设计提供了小湾坝址区符合工程特性的岩体强度参数。

小湾水电站坝址区结构面发育，特别是高陡倾角的节理裂隙和Ⅳ级结构面(f、gm)。因结构面强度控制岩体的强度，故研究坝址区各类结构面的抗剪强度具有十分重要的意义。结构面抗剪强度试验制样难度很大，特别是高陡倾角的结构面，在制样过程中要最大限度地减少对岩体的挠动。为此采用了静态爆破方法，成功解决了制样问题。通过大量的结构面抗剪强度试验研究，提出了小湾电站坝址区各种类型结构面的抗剪强度参数，为小湾电站的设计与施工提供了科学依据。

重庆市拟通过朝天门两江隧道等来实现渝中半岛、江北城和南岸弹子石三地之间的快捷连接。江底隧道的覆盖层厚度十分重要。如果覆盖层厚度太小，江底隧道工作面就有面临严重的失稳问题和江水涌入的危险，会使辅助工法的投入增大，另一方面覆盖层厚度太大将增加江底隧道的长度、坡度与造价。分别采用工程类比法与数值模拟法确定了重庆市朝天门两江隧道越江段钻爆法施工的合理覆盖层厚度。

南水北调中线穿黄(河)工程处于7度地震区。北岸明渠地基存在深厚砂层，砂基的抗震液化问题是设计中需要研究处理的关键技术问题。为此，进行了大量的现场标准贯入试验、室内动三轴试验和地震反应分析，以判别液化的深度、范围及确定优化的处理措施。简要介绍了试验及数值分析的研究情况及主要的研究结论。

对某已建水库围堤基础液化段，采用FLAC 3D软件进行了数值模拟研究，对高压旋喷墙加固效果进行了分析评价，论证了高压旋喷墙加固方案的合理性和可靠性。分析结果表明，围堤基础部分土层有液化趋势，土体会产生较大的侧向变形，进行围堤基础加固很有必要。高压旋喷墙很适合对该水库进行除险加固，加固后的围堤基础液化段的应力和变形都在允许范围之内，能够保证水库的安全运行，这为已建水利工程的维修加固提供了技术依据。

针对土资源缺乏地区利用施工造成的碎石弃渣作填料的高速公路碎石渣路基，采用有限元软件PLAXIS动力分析模块，计算碎石渣路基在车辆动荷载作用下的动位移、加速度等动力响应特性，并与传统的填土路基进行对比分析，验证了碎石渣路基具有较高强度和较强变形恢复能力等优点[1-9]。

水力劈裂是深埋隧洞施工涌水重要因素之一，对其破坏机制研究是岩土工程界的热点课题。根据裂纹面的应力状态，从断裂力学角度将岩体的裂纹扩展分为拉剪复合扩展和压剪复合扩展。应用地下岩体复合失稳扩展判据分别推导出两种破坏模式的临界水压计算公式，并对其随裂纹在隧洞洞周围的位置、方位变化规律进行分析。分析结果表明，在发生拉剪复合扩展情况下，裂纹方向与最大地应力方向平行时，最易失稳扩展；在压剪复合扩展情况下，裂纹与最大地应力夹角约介于30°～75°之间时，最易失稳扩展。

研究Winkler地基上材料非线性矩形薄板的参数共振-主共振问题。建立Winkler地基上材料非线性矩形薄板的动力学方程。利用Galerkin方法将其转化为非线性振动方程。应用非线性振动的多尺度法求得系统满足主参数共振-主共振条件的近似解，并进行数值计算。分析激励、调谐值、阻尼系数、非线性参数、几何参数对共振响应曲线的影响。

为了研究辽西冻风积土在动荷载作用下的损伤演化规律，采用动三轴仪进行了室内试验，获得了动本构关系、损伤演化方程以及损伤变量随应变的演化曲线。同时，针对冻风积土损伤的初始阶段，利用扫描电镜观测了微观结构。研究结果表明，冻风积土的损伤演化过程可以采用3个阶段进行描述。损伤的扩展速度在塑性损伤阶段发展较快，并且损伤变量的增长过程具备非线性特征；在微裂纹扩展阶段相对平缓，损伤变量与应变呈近似的线性增长关系。内部微裂纹的产生起于试样的中部，然后由中部向两端呈环状扩展。经过裂纹的交错和汇聚，斜向裂纹逐步形成和扩展。

并联基础隔震结构是由橡胶隔震支座与摩擦滑移隔震支座并联组合形成的隔震结构，结构中两种型式的隔震支座相互取长补短，可以有效地降低隔震结构的造价。由于两种隔震支座竖向刚度的不同，在地震作用下，隔震层发生水平位移时，将引起轴力由橡胶隔震支座向摩擦滑移支座转移，这种轴力的重新分配对整个系统是有利的，使系统可以根据水平地震作用的大小来改变系统本身的耗能能力。根据合理的假设，推导了该种结构隔震支座的轴力随水平位移的变化关系，得出摩擦滑移隔震支座的力与位移曲线呈蝶形的结论。

爆破挤淤抛石置换断面的结构分层特点及电磁参数差异具备探地雷达检测的基本物理前提。通过浙江洞头某海涂围堤的检测表明，对于底部深度达35 m左右的深厚抛石层，可采用16 MHz低频天线和合适的测试参数探测，查明落底深度、宽度以及腰部宽度等堤身参数，突破探地雷达检测深厚抛石层的局限性。其底部泥石混合层难以识别。

分析温度场中桥面矩形板受横向均布简谐激励作用的动力稳定性问题。应用弹性力学理论建立其动力学方程，应用Galerkin方法将其转化为非线性振动方程。利用稳定性理论分析其运动稳定性，给出系统随控制参数变化运动稳定性规律。利用非线性振动的多尺度分析方法求得系统主共振的近似解，系统主共振幅频响应曲线具有跳跃现象和明显的硬刚度特性。

为了评估南京地铁区间隧道内爆炸破坏效应，利用有限元分析软件LS-DYNA3D软件，计算了10kgTNT距隧道底部距离为1.1m的内爆炸工况。该软件中的化学爆炸空气冲击波模拟关键字避开了复杂烦琐的欧拉计算和ALE耦合分析过程，使得模型构建大大简化。计算得到了结构中不同关键节点的位移与速度时程曲线与不同单元的加速度时程曲线和最大主应变。结果表明地铁区间隧道在10kgTNT内爆作用下是安全的。

软土中采用暗挖方式开挖隧道往往会引起土体变形。由于城市中暗挖隧道多建在建筑物高度集中的地区，土体变形对邻近既有结构物的损伤不容忽视。同时，既有暗挖隧道周围结构物的施工也不可避免地会引起隧道的变形和受力。文章主要阐述了目前暗挖隧道施工引起的土体变形对邻近地面建筑物、桩基、地下管线、既有隧道和基坑的影响以及邻近结构物施工对既有暗挖隧道影响的研究成果，并提出了需要进一步研究的课题及研究方法。

城市建设强度加大，地基土结构、性状发生变化，引发城市区域地基土的振动特性及卓越周期发生变异。地基土卓越周期与结构物自振周期接近时即产生共振破坏, 在震害中出现的许多异常现象利用普遍的认识无从解释。结构物的自振周期通常是一个“定值”，但卓越周期可能是“变量”却往往被忽略。而造成卓越周期变化的主因则来自于城市建设引起的地质体或场地土的效应、边界条件的改变。城市建设的诸因素如地下空间的开发、大量桩基甚至超长桩基的设置，深大基坑的围护、深大基础的运用、软弱土地基的加固与处理、地下水的汲取与污染、城市建设荷载施加给地质体的附加应力、城市规划引起地形地貌的变化等等均会改变场地土的结构与地基土性状，从而局部或整体改变场地的类别，影响覆盖层的特性和剪切波速等参数变化，地基土卓越周期也随之发生变化。因此在抗震设防设计中有必要综合考虑建筑前后场地类别随场地边界条件变化对建筑物的抗震影响。

共面非贯通裂隙的贯通机制对于确定外载下岩质边坡的滑动面位置及滑动面综合抗剪强度至关重要。采用预制共面非贯通裂隙石膏模型试样单轴静动载对比试验，对不同裂隙倾角共面排列裂隙的扩展、贯通过程进行了观测，研究显示：共面非贯通裂隙不同倾角下的贯通模式存在较大差异，裂隙倾角为0o～35o时以裂隙面发生闭合变形为主；45o～65o时裂隙间较易出现剪切型破坏模式；75o～90o预制裂隙面较难产生滑动，裂隙试样主要产生劈裂形式的破坏。动载下预制裂隙试样裂尖翼裂纹及次生共面裂纹起裂后易朝原起裂方向快速发展；易在两预制裂隙内端部产生直接贯通，这与静载下岩桥处的贯通常通过分支裂纹拐折扩展、相连不同。含共面非贯通裂隙试样在裂隙倾角为35o左右时强度呈现最小值，这与贯通性裂隙试样裂隙倾角为60o左右呈现最小值相差较大，这是因为裂隙面摩擦强度没来得及发挥作用所致。因此，含非贯通节理裂隙岩体的综合抗剪强度公式应引入强度发挥系数，以充分考虑岩桥胶结强度与裂隙面摩擦强度不能同步发挥作用的破坏本质。

结合云南省盐津县白水江三级电站引水隧洞下穿内-昆铁路手扒岩隧道的工程实际，采用数值模拟计算及现场测试对既有铁路隧道受下穿引水隧洞施工产生的振动影响进行研究。结果表明，经验公式的计算结果作为预测及警示是偏于安 全、可行的，数值模拟分析结果比经验公式更接近工程实际；引水隧洞的掌子面距铁路隧道前后4D（D为引水隧洞开挖洞径）范围内施工时，需对铁路隧道交叉点处的振动速度进行监测，重点是竖直方向的振动速度；引水隧洞在铁路隧道正下方爆破施工时，爆破施工所采用的最大段装药量不得大于2.5 kg，以满足振动速度控制标准；施工过程中进行的爆破振动监测并根据监测结果及时调整爆破参数，是此类地下近接工程成功修建的有力保障。

现浇薄壁管桩是一种大直径的管桩，在低应变检测时必然存在平截面假定不满足以及桩头三维效应的问题。无桩帽管桩低应变检测时由于激发了非轴对称的弯曲模态，并不是达到一定的深度平截面假定就会满足，各截面不同的点会受到不同程度的高频干扰，桩顶90°点受到了较小的高频干扰，低应变检测时激振点与传感器夹角为90°时更容易得到清晰的反射波信号。解析解和有限元解的结果均表明，带帽桩在桩帽的动力响应信号能看到明显的桩底反射和缺陷反射时距离桩心不同点上所感受的高频干扰的频率一样，速度振幅不同，距桩心0.50 （ 为桩半径）的点受到最小的干扰。

通过有限元分析软件ANSYS数值模拟手段，分析了爆破荷载作用下，裂纹长度与类型、不同的装药量对裂纹尖端动态应力强度因子的影响以及预裂与光面爆破动态应力强度因子比较分析，计算得出：预裂爆破预裂缝的产生主要是从炮孔处产生的开口裂纹在冲击波以及爆生气体的作用下扩展形成的；随着药径与孔径比的增大，动态应力强度因子也逐渐增大，动态应力强度因子曲线形态不变；由于自由面的存在，光面爆破裂纹应力强度动态因子后续峰值较预裂爆破的大。

基于车辆荷载的特点和我国车辆普遍超载的现状，采用将车辆荷载简化为静荷载的拟静力计算方法，以4个工程实例分析了路堤高度对由车辆荷载引起的高速公路软土地基沉降的影响。研究结果表明，由车辆荷载引起的软土地基沉降量随路堤高度的降低呈指数关系增大，增加路堤的高度是减小该沉降量的有效方法。在某一路堤高度范围内，高速公路可能存在一个最佳路堤高度，低于或高于这个最佳路堤高度，由车辆荷载引起的地基沉降量都大于最佳路堤高度下的地基沉降量，这个最佳路堤高度存在与否以及其具体高度与车辆荷载大小和地基土的性质有关。

用DDS-70动三轴仪研究了加筋土的动弹性模量，着重研究了动弹性模量随围压、密实度和加筋层数的影响。研究表明：加筋土试样动应力—应变关系曲线符合双曲线模型；加筋土动弹性模量和应变相关曲线与纯粉土的有关曲线相似；加筋土试样的动弹性模量随应力水平的增长而降低；在相同的动应力水平下，随围压、初始干密度的增大而增大。动弹性模量随动应变的增加而减小，其变化呈指数衰减。加筋土的最大动弹性模量与筋体自身性质、围压和土体的密实程度有关。

由于位移量测具有方便、准确和经济的特点，因而位移反分析法在地下工程领域获得了广泛的应用。以拉西瓦地下厂房的开挖过程为实际工程背景，应用从奥地利引进的大型岩土工程数值仿真分析系统FINAL为平台，建立了模拟分层开挖的有限元模型。采用主厂房第3层开挖前后洞壁围岩关键点的增量位移对厂区初始地应力场及围岩弹性模量进行了反演，最后利用反演结果对后续开挖过程中围岩的稳定性进行了预测。反分析所得增量位移与实测值符合较好，表明了这种方法的可行性。

黄土的湿陷性对于建筑的安全具有极大的危害性，而强夯法可以有效地消除黄土的湿陷性。通过对强夯前后湿陷性黄土的物理力学性质及微观结构进行对比分析，强夯效果沿深度可分为三段，从3 m至8 m为强夯效果最佳段。强夯使土体中孔径大于20 μm的孔隙含量减少，小于5 μm的孔隙含量增加，土体的致密程度提高。

采空区是指地下矿产被采出后留下的“空洞区”。迄今对浅层老采空区上建高速公路一类重大工程的研究较少,研究浅层老采空区上建设高速公路的工程地质适应性、质量控制及施工工艺具有重要意义。结合常吉高速公路工程，从设计处理要求、治理范围、治理方案对比优选、强夯置换现场试验分析、施工组织工艺设计等几个方面，对浅层老采空塌陷区强夯置换治理技术进行了研究，研究结果表明，强夯置换治理此类工程效果显著。

土压平衡式盾构工法逐渐成为了城市地下隧道建设的主流方法，其刀盘扭矩相对于泥水加压式盾构机的刀盘扭矩大得多，已经成为了盾构工程界普遍关注的一个问题。目前，对于扭矩的计算大多采用经验估算的办法，存在过大的扭矩估算区间，由于施工经验的缺乏以及为了工程施工安全，不得不采用扭矩的上限值来进行盾构装配扭矩的设计，从而造成较大浪费。根据刀盘扭矩的形成机制，分别探讨各组成部分扭矩计算方法，综合后得到盾构机刀盘扭矩的计算力学模型。最后通过一个地铁盾构施工实例验证盾构刀盘扭矩计算力学模型的合理性。

利用径向基函数网络理论，采用Matlab软件进行编程，对盾构隧道引起的轴线上方地面长期沉降进行预测。在实际操作中，将训练(即拟合)和仿真(即预测)融为一体，使预测结果具有较高的精度。6个算例分析结果表明，径向基函数网络方法可以较好地预测盾构隧道引起的地面长期沉降。

云南某病险水库主坝在除险加固期间发生滑坡，分别从设计、施工和运行管理等方面对具体原因进行了深入分析，并介绍了针对性的处理措施，提出了一些有意义的结论，可供类似工程借鉴。

简要地介绍了某工程导流洞施工中各部位所出现的涌水现象及其主要特征，从岩体结构和水文地质条件方面分析了涌水发生原因，并进一步根据已有涌水资料及地质条件对可能发生的涌水范围进行了预测。

基于动力Winkler模型，采用与频率相关的刚度系数和阻尼系数来模拟土对桩的动反力，得到了黏弹性地基中考虑桩顶附加质量时的单桩水平动力响应解析解。研究了桩土模量比、桩体长径比以及激振频率对桩基动力响应的影响。分析表明，当考虑桩顶附加质量时，桩体位移总体上有减小的趋势；无量纲频率对桩体水平位移的影响程度要远远大于不考虑桩顶附加质量时的情况。

采用有限元数值计算方法分析了地下浅埋结构的非线性动力响应，得到了结构在不同时刻的动态响应模拟计算数据。该地下浅埋结构由金属壳体和上覆土体共同组成，对于土体和金属壳体分别采用Drucker-Prager和Mohr-Coulomb屈服准则以及弹塑性本构关系，分析其非线性动态位移场和应力场。根据爆炸试验数据，研究了爆炸冲击波随距离和时间的变化过程，并且将其作为作用在结构内部的爆炸荷载。有限元数值模拟结果表明，采用非线性有限元模拟爆炸冲击荷载作用下地下浅埋结构的弹塑性动力响应是有效的，并且证明所设计的地下防护结构是安全的。

九华山隧道深基坑施工阶段的监测工作，包括内支撑轴力、支护桩深层水平位移、圈梁水平位移、立柱沉降、周边沉降及地下水位等内容，基坑遵循信息化施工的原则进行，根据监测结果对可能出现的险情进行了预报并及时采取相应把抢险补救措施，确保了工程的施工安全与顺利竣工，其结果为深基坑工程的信息化施工积累了宝贵经验。

混凝土芯水泥土搅拌桩是一种新的地基处理方法，桩身由水泥土搅拌桩外芯和小直径预制混凝土桩内芯两部分构成，通过原位试桩资料和有限元分析方法，对混凝土芯水泥土搅拌桩荷载传递机理进行研究。研究结果表明：在竖向荷载作用下，桩内外芯以及桩周土共同承担上部荷载，桩内芯是上部荷载的主要承担者；桩土界面侧摩阻力总体趋势是沿深度方向非线性减少，内外芯界面的侧阻力沿深度方向呈反“S”型；混凝土芯水泥土搅拌桩承载特性与刚性桩相似，区别于柔性桩；可把混凝土芯水泥土搅拌桩看作纯摩擦桩。

有限元数值计算方法在岩土工程中已有较多的应用，但在水平受荷桩分析计算中的应用尚不普遍。有关水平受荷桩土体系水平承载力及变形的数值模拟方法少有文献报道。采用有限元数值模拟方法来研究水平受荷桩土体系的水平位移。首先简要分析了水平受荷桩的主要计算方法及原理。然后，基于ABAQUS软件建立了桩土系统二维及三维的有限单元模型，分别通过按现行规范推荐的m法和按Poulos的弹性理论法计算的两个算例，将数值计算方法与解析方法进行了对比计算分析。有限元数值计算结果与解析解基本吻合，说明了所采用有限元数值模拟方法的可靠性及有效性。

利用三维弹塑性有限元模型，对水平荷载作用下现浇薄壁管桩(简称PCC桩)受力特性进行数值模拟和分析，并与试验结果进行比较，验证了模型的合理性。利用该模型对桩长、桩径以及桩身相对刚度等影响桩受力特性的主要因素进行分析，结果表明：桩径一定的情况下，桩长对桩的破坏形式有很大的影响，弹性桩与刚性桩临界点的长径比为8左右，且弹性桩的受力主要集中在桩的上部，约为0.3倍桩长；桩径对侧向位移和弯矩都有很大影响，桩径越大，桩侧向位移越小，而最大弯矩值越大，且最大弯矩点下移；在一定程度上，提高桩体强度，有利于提高桩的抗水平变形能力，但当增加到一定程度时，效果并不十分明显。

虽然真空联合堆载预压法具有许多优点，但是它也有一些负面效应。首先，由于真空卸除后地基土的不排水抗剪强度降低可能导致路基失稳，这种情况尤其可能出现在填土在很多时间内快速填筑完毕且真空马上卸除的时候。其次，由于真空卸除后地基土压缩模量降低可能导致工后沉降增大，特别是当真空卸除后马上施工路面的情况下容易出现上述情况。真空联合堆载预压法的其他负面效应如周围地面沉降和开裂在其他文献中已有报道。

考虑了桩的加筋与遮帘效应，通过剪切位移法依据力与位移的协调条件得出桩的柔度系数。在此基础上建立土的成层性模型，根据桩顶与桩底的物理关系推导了桩顶沉降与荷载关系的解析解。通过工程算例进行比较，结果表明, 以土层状模型建立的群桩沉降计算方法是可行的。分析表明, 加固区土层不同分布对桩沉降有所影响，浅部土模量的提高有利于减小沉降。

复合载体夯扩桩是由干硬性混凝土及填充料等经细长锤夯扩形成的复合载体和钢筋混凝土桩身组成，具有挤密地基和扩大桩端面积等的作用。分析了复合载体夯扩桩的作用机制，并结合工程实例，采用太沙基公式和规范推荐的理论公式计算了复合载体夯扩桩的极限承载力和沉降量，并与现场静载试验结果相比较。结果表明，理论计算结果比试验结果偏于保守，并提出了相应的改进方法。

用解析方法研究了管桩在轴向力和水平向力（倾斜力）联合作用下的受力及变形性状。在高层建筑、桥梁工程、海洋工程、新型海堤护岸等工程中桩基自由长度上作用土压力、风荷载、波浪荷载等荷载型式，基桩经常在竖向、水平向荷载同时作用下工作。国内外学者通过大量试验和理论研究得出了计算竖向、水平向荷载下基桩内力和挠度的半经验公式以及张氏法公式。为了分析竖向、水平向荷载同时作用下自由荷载的作用，在现行m法假设的基础上，从弹性桩的挠曲微分方程出发，导出了任意自由荷载作用下桩任意截面的水平变位、倾角、弯矩、剪力和地基反力计算表达式。桩的挠曲微分方程是分段函数，包括地上部分和地下部分桩，相应的内力和变位求解也分为两段。最后通过一个算例分析了桩顶竖向荷载、桩顶水平力和自由荷载对桩身的受力性状各参数的影响。计算结果表明, 桩顶水平力对桩身最大弯矩和桩顶水平变位的影响最大，而桩周内外摩阻力及桩身自重对桩身受力性状影响较小。

在饱和软黏土地基沉桩过程中,挤土桩桩周土体将遭受相当大的挤压应力并引起很高的超静孔隙水压力，桩周土体超静孔隙水压力的消散，使桩周土体有效应力相应地增长，单桩承载力在间歇期内也会随着时间而逐渐增加。基于挤土桩沉桩过程所产生的挤土效应，运用圆孔扩张理论和固结理论分析了新型软基处理技术-混凝土芯砂石桩的挤土性状，并与软基处理中常用的CFG桩作了比较，从单桩侧摩阻力的时间效应方面分析了混凝土芯砂石桩的优越性。

超声波CT检测的主要物理量是超声波速度，可以区分加固体的强度和密度；电磁波CT检测的物理量是吸收系数，可以区分注浆体的分布。采用CT检测技术，对苏通大桥主墩群桩的后压浆效果进行了评价。根据取芯结果和CT检测成果的对比分析，综合应用超声波CT和电磁波CT技术对超长桩压浆效果进行检测是可行的。

通过理论分析与现场观测相结合，对京珠高速公路东西湖段软基沉降进行了分析。采用等效地基固结系数法，进行了比奥固结平面有限元分析，结合现场观测，及时对工后沉降进行了预测，并施加超载对工后沉降进行了控制。观测资料表明，沉降预测值与实测值比较接近，工后沉降得到了有效控制。

地震引起的土体液化和地基失效对岩土工程师而言仍是一个热点问题。地震液化及地基变形可以采用多种地基加固方法防治，碎石桩技术是常用方法之一。碎石桩复合地基抗液化效用主要是增加桩周土体的密度、桩体的排水以及桩体分担地震水平剪应力作用(桩体减震作用)。目前，以抗液化为主的碎石桩复合地基的设计以及效果评价方法仍只考虑加密作用。首先通过3个模型(1个饱和砂土地基模型、2个碎石桩复合地基模型)的振动台试验研究抗液化碎石桩的减震作用。然后以试验记录的模型动力反应以及建立的理论模型为基础，分析碎石桩复合地基的桩体减震作用。试验及理论分析结果表明，复合地基中的碎石桩可以明显地降低作用在桩间可液化土上的地震剪应力。

在竖向和水平力共同作用的复合加载条件下地基承载性能及其破坏模式是吸力式桶形基础设计与施工中的关键技术问题。为此，以大型通用有限元分析软件系统ABAQUS为基础建立了桶形基础三维有限元计算模型，运用位移控制法确定了均质软黏土地基极限承载力系数与位移之间的归一化关系；采用Swipe试验加载方法，确定了桶形基础在竖向力与水平力平面上的地基破坏包络图，从极限分析上限方法的角度探讨了由数值计算所揭示的桶形基础破坏机制。

利用自平衡测试技术，对江苏省刑侦技术大楼的两根人工挖孔嵌岩短桩的承载力进行了测试，并根据测试结果，对人工挖孔嵌岩短桩的受力特点进行了分析。

利用有限单元法对粉喷桩多桩复合地基进行数值模拟，通过对荷载大小、垫层厚度、垫层模量、桩长径比以及桩距等影响因素的分析，得出在整个加荷期间粉喷桩多桩复合地基沉降随着这些因素变化而变化的规律：随着荷载的增加，粉喷桩复合地基沉降呈现了非线性的增长势态；褥垫层越厚，桩间土的沉降越大，厚度应控制在300mm左右且其模量不应过大；随着桩长的逐渐增加，桩侧摩阻力发挥得就越明显，桩土有共同的沉降趋势；随着桩间距的增加，导致桩间土沉降的非线性趋势更加明显。

复合地基内任一点的附加应力都是由桩间土所承担上部荷载和桩侧摩阻力及桩端阻力分别引起的附加应力叠加组成。根据荷载传递规律和现场试验，假定桩侧摩阻力沿深度半梯形分布，考虑到桩径的尺寸效应，采用Mindlin解对桩侧摩阻力和桩端阻力进行二次积分计算，求得桩上部荷载引起地基内任一点附加应力，桩间土上部荷载引起的附加应力采用Boussinesq解直接求得，最终叠加求得总附加应力。经工程实例验证，方法合理可行。

通过对碎石桩和桩间土进行多种物理力学特性试验，揭示振冲碎石桩的力学特性和复合地基的加固处理效果，为业主、设计和施工单位提供了可靠的技术资料，对工程的合理设计、顺利施工起到了关键作用。试验结果可供类似地基的碎石桩复合地基设计作参考。

在分析桩侧极限摩阻力与桩长规律的基础上，通过桩侧摩阻力在桩尖平面应力分布的合理假设，推导了桩尖附近应力场公式，得出了桩尖附近最大地基应力与桩长、桩径、桩周土内摩擦角和桩顶荷载的规律以及影响桩尖应力的敏感因素，为桩尖附近其他地下结构的验算提供依据。

FRP复合板桩弹性模量较低，在使用过程中易产生较大的变形而导致结构无法正常使用，因此设计时要考虑其变形特性。FRP复合板桩的变形包括弯曲变形和剪切变形两部分。通过一种简化的计算FRP板桩变形的方法，使FRP复合板桩设计更为方便。运用该法计算出的最大变形与有限元计算结果较为接近，表明该法具有一定的可靠性。