场地条件对地震动和震害有重要影响。本文简要回顾了场地条件对地震动和震害影响的研究历史，总结和评述了这一领域的研究进展。重点对地形地貌、岩土类型、覆盖层厚度、土层结构、地下水、岩土动力性质及物理地质现象等对地震动和震害的影响进行了总结和评述。提炼和概括了目前场地条件对地震动和震害影响研究中比较一致的几点认识。在此基础上，提出了这一领域当前应进一步研究的问题，主要包括地震现场资料调查、局部地形几何尺度、场地分类、覆盖层安全厚度界限、近断层地震动参数分布规律、活断层避让距离，以及强震资料积累等关键问题。

采用波函数展开法结合Graf加法定理，利用桩体与土体之间的位移和应力连续边界条件，给出了全空间单排桩对柱面SH波散射解析解，并采用傅里叶逆变换，求得时域结果。该方法考虑了入射波曲率的影响，在频域内分析了柱面SH波入射时排桩散射的频谱规律，给出了时域排桩柱面SH波散射位移云图，讨论了桩数与桩间距对柱面SH波入射时排桩散射的影响。研究表明：在振源距排桩较近（d/a=10）时，低频段（η=0~1.0）排桩对柱面SH波的隔离作用显著；振源距排桩较远时，各频段排桩对柱面SH波的隔离作用均较为显著。桩间距固定时，增加桩数，排桩后方首次出现的最大位移响应相应减小，排桩散射的影响范围随之增大；对柱面SH波进行阻隔时，为提高阻隔效率的同时节约成本，不仅需要考虑桩数，还应考虑波源与桩体、桩间空隙相对位置的影响；排桩分布宽度固定时，由于入射波曲率对排桩散射的影响，减小桩间距，排桩后方首次出现的最大位移响应有可能会出现放大的情况，故应采用合理的桩间距对柱面SH波进行阻隔。

为了提高机器学习对深基坑地面沉降的预测能力，本文提出了一种基于Stacking集成学习方式的多模型融合的地面沉降预测方法，并以深圳某深基坑为例，采用斯皮尔曼相关性系数对基坑地面沉降的影响因子进行筛选；运用筛选后的8个影响因子建立Stacking深基坑地面沉降预测模型，以验证该方法的适用性。结果表明：Stacking预测模型的平均绝对误差为0.34、平均绝对误差百分比为2.22%，均方根误差为0.13，相较于传统基模型（随机森林、支持向量机和人工神经网络），Stacking预测模型的平均绝对误差、平均绝对误差百分比和均方根误差值皆为最小。

目前对均质边坡稳定性受岩土体抗拉强度影响程度的看法不一，尤其是对不同坡度的边坡受抗拉强度的影响甚至有相反意见。基于有限差分程序FLAC^3D提供的考虑张拉-剪切复合破坏的Mohr-Coulomb准则，采用强度折减法对多个典型均质边坡进行一系列数值计算，研究土体抗拉强度对不同坡度边坡稳定性的影响。结果表明：边坡越陡，土体抗拉强度对安全系数的影响越大；抗拉强度取值对直立边坡的稳定安全系数及变形破坏特征影响显著，对45°及以下边坡的影响相对较小。总体来说，对于坡角超过60°的陡坡，土体抗拉强度不同引起的边坡安全系数变化幅度可达10%以上，应在边坡稳定分析中特别注意，避免因土体抗拉强度取值过大或过小而导致计算结果偏于危险或过于保守。

降雨诱发黄土边坡失稳具有严重的破坏性。为了研究强降雨条件下黄土陡坡的开裂特性，在陕北吴起开展了黄土陡坡现场人工模拟中雨和大雨试验，分析了坡体含水率及土压力响应，总结了边坡开裂特征、开裂模式及土工布隔离槽的工程效应。研究结果表明：24 h中雨条件下黄土陡坡含水率和土压力上升幅度有限，而144 h大雨条件下边坡表层形成较大厚度的临近饱和区且表层土压力增长明显；144 h大雨条件下黄土陡坡的破坏顺序为坡顶开裂—坡面鼓胀—局部滑动贯通，并且坡顶开裂具有易发性和先导性；边坡破坏模式为自坡顶至坡面的贯通浅层破坏。

强度折减数值分析方法在边坡工程中应用广泛，其中FLAC^3D已成为三维边坡稳定性分析中的主流计算工具。FLAC^3D自带强度折减计算模块，因其计算过程复杂且耗时，一些学者提出了基于"二分法"的强度折减法，但依然不能令人满意。本文利用Python编程语言对FLAC^3D进行二次开发，实现了"二分法"强度折减法的全面优化，包括初始应力场载入优化和计算时步上限优化，建议计算时步上限取初始应力场计算时步的1.50倍，此时既可以保证计算结果的准确性又可以节省计算时间。利用优化后方法对某公路复杂三维填方路基边坡进行了三维强度折减法计算，结果表明，在保证计算准确性的同时，本文方法计算效率较其他改进的强度折减法至少提升50%，较程序自带模块提升了300%以上。

常规物理力学指标可以良好反映土的工程性质。收集全国范围内软土、黄土和红土的相关专著、科技论文和地震安全性评价报告，统计得出3种特殊土各项物理力学指标的范围、平均值和变异系数，通过对各项物理力学指标间的相关性分析，对3种特殊土的工程特性进行了研究。对比结果发现：3种特殊土物理性质的变异系数总体较小、较为稳定，而力学性质的变异系数变化较大、离散程度较高；3种特殊土各项物理力学性质指标间存在相关性，或呈线性关系，或呈带状变化，同类指标软土和红土的相关系数高于黄土。通过回归拟合方法给出了|r|∈[0.5，1.0]的拟合公式，利用线性关系检验方法对公式的精度和准确性进行检验，结果表明：本文给出的拟合公式F>F_0.05，回归效果较为显著，便于工程应用。

确定土体动剪切模量的常用方法有规范法、Kumar法和自相关函数法，确定相应阻尼比的方法有规范法、Das and Luo法、Kokusho法、Kumar法和互相关函数法，为了分析不同方法所产生差异，实现定量化对比分析，笔者以福建标准砂（粒径为0.5~1.0 mm）为研究对象，采用不排水的应力控制动三轴试验，探讨不同的确定土体动剪切模量和阻尼比方法的差异性，并给出了不同土体条件建议选用的方法。结果表明：1）3种方法确定动剪切模量的结果有一定的差异，随剪应变的增大结果的差异逐渐增大，有效围压对结果的差异性有所影响，当剪应变为4×10^-3，有效围压为100 kPa时，3种方法差异显著，相对误差最大接近20%；2）而5种方法确定阻尼比的结果差异显著，随着剪应变的增大，5种方法确定的阻尼比相对误差大体上均在迅速减小，只有规范法在有效围压为100 kPa时，其相对误差有较小的增大趋势；5种方法中，Kumar法确定的阻尼比最接近平均阻尼比，互相关函数法远高于平均阻尼比，Das and Luo法和Kokusho法确定的阻尼比基本一致但低于平均阻尼比。建议以后的工程应用中，加载方式为应力控制时，可采用自相关函数法确定动剪切模量，采用Kumar法确定阻尼比，二者确定的动剪切模量和阻尼比均最接近平均值。

为了探究土体界面土的力学性质及其变化规律，以粉土、粉质黏土和碎石土作为试验材料，以法向应力大小、上下土层类型、界面处理方式、动载环境、静载环境和动载作用时长等作为试验变量因素，运用正交试验设计方法对不同类型的原状土和重塑土试样进行室内直剪试验，得到了土体界面土的剪力-位移本构曲线，根据曲线中的峰值抗剪强度计算出了能够反映界面土抵抗黏性破坏能力的黏结系数。试验结果表明：粉土的黏结系数小于粉质黏土；界面土的抗剪强度与上下土层的结合类型相关，界面土的粗糙度越大，界面土处的土体接触越充分，则界面土的力学性质越好；随着动载作用时间的增加，土体界面土的抗剪强度会有所下降；并且，界面土的力学性质与上下土层性质之间有一定的联系。

为了揭示和掌握海域软土场地的地震动特征，给海域工程抗震设计提供科学可靠的设计反应谱，更好地服务于工程抗震设计，先设计并构建了上覆有水的海域饱和软土场地的离心模型，在100g的离心环境下开展了5组振动台试验，获取了不同强度地震输入条件下海底地表处的加速度结果；再以当前国内外普遍采用的3种设计谱拟合标定方法对加速度反应谱进行拟合回归，并对不同方法得到的拟合参数进行了对比分析。结果表明：我国现行建筑抗震规范设计谱与试验反应谱差异较大，标定的设计谱特征周期值明显偏小，对长周期工程抗震存在设计风险；而基于美国抗震规范的设计谱与试验反应谱具有良好的一致性，标定的设计谱特征周期较为合理，但设计谱平台值明显偏小，工程上也偏于不安全；中美两国规范设计谱均有各自的局限性。相比之下，薄景山团队提出的设计谱标定的工程方法和标定结果较为合理，设计谱特征周期与试验反应谱吻合度较高。

CFD-DEM耦合方法已广泛应用于岩土流固耦合问题分析，其模拟准确性与其中用于处理颗粒-流体相互作用的拖曳力模型密切相关。为了探究拖曳力模型精度的影响因素，采用CFD-DEM耦合方法建立了水中单颗粒沉降数值模型，模拟中考虑了3种典型拖曳力模型以及多种颗粒尺寸，将模拟得到的最终沉降速度与经验公式预测结果进行对比，分析了不同颗粒雷诺数（Re_p）时3种拖曳力模型（Ergun、Wen和Yu模型，Di Felice模型，Hill和Koch模型）的模拟精度。结果表明，Ergun、Wen和Yu模型以及Di Felice模型的精度均随着Re_p的增大而降低，而Hill和Koch模型的精度随着Re_p的增大出现先升高后降低的趋势：一般情况下，当Re_p≤14以及Re_p>72时，3种拖曳力模型的精度从高到低顺序为Ergun、Wen和Yu模型> Di Felice模型> Hill和Koch模型；而当14< Re_p≤40时，Hill和Koch模型的精度最高，Di Felice模型的精度最低；当40<Re_p≤72时，3种拖曳力模型的精度从高到低顺序为Ergun、Wen和Yu模型>Hill和Koch模型>Di Felice模型。

岩土参数的正态分布是岩土工程可靠分析的基本假定之一。目前，岩土工程参数的正态性检验以KS （Kolmogorov-Smirnov）检验为主，然而诸多研究表明，对于小样本数据，KS检验的正态性检验结果并不可靠。本文以废黄河泛滥沉积相粉土中的孔压静力触探（CPTU）锥尖阻力q_t数据为研究对象，首先采用ANOVA （方差分析）检验，从CPTU测试资料中进行总体的样本筛选，然后应用SW （Shapiro-Wilk）检验、KS检验、LF （Lilliefors）检验和AD （Anderson-Darling）检验等4种正态性检验方法，在不同样本容量条件下，对测试数据进行正态性检验评价。当测试数据的样本容量充足时，分析结果表明：SW检验结果最为严格，KS检验结果最不保守，而LF检验和AD检验的严格性介于两者之间；对于常规岩土工程设计，采用KS检验结果即可满足稳定性分析要求，对于复杂岩土工程设计，采用SW检验对设计参数进行正态性检验，可降低设计的不确定性。

返包式加筋土挡墙是一种柔性面板挡墙，因其良好的地基适应性及地震安全性广泛应用于交通、市政和水利等诸多领域中。本文使用FLAC^3D数值模拟程序对返包式加筋土挡墙墙面坡度、土工袋填料及筋材强度进行了抗震性能研究。研究结果表明：当墙面坡度<1∶0.30时，墙后侧向土压力分布均匀且数值较小，近似于一条竖向直线；当墙面坡度≥1∶0.30时，墙后侧向土压力分布规律一致且符合朗肯土压力理论。因此，当墙面坡度<1∶0.30时，加筋土结构应按加筋土边坡进行设计；当墙面坡度≥1∶0.30时，加筋土结构应按加筋土挡墙进行设计。土工袋填料种类对返包式加筋土挡墙地震动力响应几乎没有影响，在抗震设计时可不考虑其对挡墙的影响。筋材强度越高，返包式加筋土挡墙抗震性能越好，但筋材强度与挡墙的抗震性能不成正比例，由于加筋土结构的"加筋作用饱和"现象，大幅度提升筋材强度并不会使挡墙的抗震性能得到大幅度提升；因此，工程中在保证筋材强度达标的前提下需注意经济性。

兴安岭-贝加尔（兴-贝）型多年冻土处于欧亚大陆高纬度多年冻土南缘，对气候变化和人类活动较为敏感。为了研究多年冻土变化规律以及预测其未来变化趋势，从环境因素对多年冻土的影响以及多年冻土与环境的相互作用两个方面出发，围绕地带性因素（纬度、高度、经度）和非地带因素（气温、植被、降水、积雪等）两大类环境因素的变化对多年冻土分布与发育的影响，分析了兴-贝型多年冻土的变化和发展趋势，总结认为：气温、植被、降水、积雪等环境因素共同作用，改变了土层水热状况，促使区域内大范围多年冻土经历了显著退化；退化程度存在区域差异，多年冻土南界附近退化程度最为显著。基于兴-贝型多年冻土的特殊性，提出了建立冻土和寒区环境监测机制并及时采取适应性和整治性措施保护和修复区域环境的建议。

针对长春某地下车站深基坑工程，深入研究了基坑开挖过程中近铁路侧通风井段险情的发生过程及其致险机制。通过分析通风井附近桩身水平位移、桩顶水平位移、支撑轴力以及铁路道轨两侧路肩沉降差，探讨了通风井段基坑变形过大的原因；采用ABAQUS有限元软件对该基坑的施工过程进行数值模拟，分析了通风井段基坑施工险情的发生机制。研究结果表明，通风井段基坑变形过大是由岩土体过度应力释放和基坑变形空间效应共同作用导致。由于通风井处阳角的存在，且施工过程中通风井段基坑未架设斜撑，致使该处基坑变形的空间效应显著，坑壁产生指向通风井的扭转变形；开挖速度过快、支撑安装不及时和岩土体中过度应力释放导致围护桩变形过大，使基坑的稳定性变差。

鉴于目前城市地下铁路隧道平行、交叠的情况逐年增加，且对多列车耦合荷载作用下地表振动规律尚不清楚，本文建立了大直径盾构隧道下穿双线地铁隧道三维数值分析模型，并通过现有运行列车参数建立了刚体列车模型以及实体轨道模型。采用Hertz接触模拟了运动列车轮与钢轨的接触，通过罚接触与硬接触模拟了隧道与围岩的非线性接触，利用无限元人工边界模拟了无限半空间。使用时域显式整体分析方法模拟了编组列车在隧道内的运行并与实测地表振动加速度结果进行了对比，结果表明本文建立的数值模型能够较好地反映出真实地铁列车运行时地表的振动响应。在此基础上，分析了多线隧道交汇段不同列车运行工况下地表竖向加速度的时频特性以及分布规律。

为了研究地震动特性对液化场地高桩码头抗震性能的影响，本文依托高桩码头工程实例，建立了液化场地全直桩高桩码头地震反应分析数值模型，系统分析了地震作用下高桩码头的关键动力响应特征，确定了高桩码头各抗震性能需求指标，揭示了地震动特性对各抗震性能需求指标的影响规律。研究表明：地震作用下高桩码头桩基受弯、受剪和受压薄弱环节分别出现在持力层与上部粉质黏土层交界处、岸坡标高处和砂层与上部粉质黏土层交界处；峰值加速度、频谱特性和地震动输入方向均会显著影响高桩码头各项性能指标的抗震需求；高桩码头桩基的抗弯、抗剪和抗压性能需求分别由最靠陆侧桩桩顶处弯矩、各薄弱环节剪力和砂层与上部土层交界处轴力控制，抗震延性需求均由最靠海侧桩桩顶处水平位移需求控制。

为研究水稳基层变形影响因素，对水泥剂量、品种、级配设计等方面展开系统试验研究。本文对骨架密实型水泥稳定碎石、悬浮密实型水泥稳定碎石和骨架空隙型水泥稳定碎石进行干缩试验及温缩试验，运用Origin对试验数据进行回归拟合，总结半刚性基层材料的变形规律，从而提高沥青路面的耐久性。结果表明：对比结构类型不同的水泥碎石材料可知，骨架空隙型干缩系数0~7 d增大了2倍，后续干缩系数增幅趋于缓和，在水泥用量相同时，骨架空隙型干燥收缩程度最低，即骨架空隙型结构水泥可有效降低水稳基层开裂；水泥稳定砂砾中，随着水泥用量的增加；各个温度段的温缩变形逐渐增大，并且在高温区50~60℃段温缩变形最大，随着温度降低变形量变小，0~10℃段温缩变形最小；同种水泥剂量、水泥标号中，骨架空隙型平均温缩系数最小，悬浮密实型最大，骨架密实型居中。相同级配、相同水泥剂量的水泥稳定砂砾中，42.5水泥试件平均温缩系数大于32.5水泥试件平均温缩系数。

动应力-动应变关系作为反映路基填料土动力特性的重要参数，对其进行影响因素试验研究可为路基填料土的工程特性研究提供参考依据。本文借助动三轴试验手段进行砾类土动应力-动应变关系影响因素研究，采用应力控制的加载方式进行加载，分析了试验压力、土样含水率、土样压实度、荷载作用频率和初始静偏应力等5种条件和砾类土动力特性的作用规律，并总结砾类土动应力-动应变关系变化规律。研究结果表明：当动三轴试验的围压为30 kPa、土样压实度为96%、含水率为最佳含水率7.5%时，其动应力-动应变关系曲线接近应力轴，砾类土的动强度大；荷载作用频率为1、2 Hz变化时以及小于10 kPa的初始静偏应力对砾类土的动应力-应变关系影响较小；针对各影响因素下的动应力-动应变关系曲线，对其采用的双曲线模型拟合相关系数均大于0.96，说明该模型能够有效拟合其关系曲线；根据试验模型可知，试验中压力越大，参数a、b值越小，同理，土样的压实度越大，a、b值也越小。

由于静压桩沉桩后桩周土重塑，静压桩承载力表现出随着休止期的延长而增长的特性。本文从静压桩沉桩后桩周土体内孔隙水消散固结的角度出发，对静压桩承载力时间效应的理论和试验分别进行归纳，结合孔隙水消散路径及固结模型，对桩周土体初始超静孔隙水压力大小及其分布特征进行总结，分析承载力各种测试方法的优缺点，对静压桩承载力的时效性进行深化研究，并探讨了不同地质条件、不同桩的类型对休止期内静压桩承载力的影响，进一步对基于实测数据得出的经验公式进行总结。讨论了基于不同本构关系模型的应力场及位移场解答和沉桩后孔隙水压力消散解答，在此基础上总结了桩基极限承载力理论公式；探讨了黏性土、砂土条件下，考虑超固结比、不排水抗剪强度和塑性指数比对桩基极限承载力系数A的影响，在此基础上归纳了桩基极限承载力经验公式。建议在经验公式基础上设置多重参数，以提升经验公式的精确度，并完善对不同桩、土类型的参数解答；利用BP神经网络，导入静压桩承载力相关参数，以得到针对不同地质条件、桩型、休止期的承载力最优解。

采用理论分析的方法，首先基于半无限土体中改进的球孔扩张理论，求解新桩沉桩挤土效应引起的土体位移场。然后将其作为已知条件施加于邻近既有桩，分析既有桩变形和内力变化规律，探讨既有桩桩端约束条件、桩身刚度及土体模量对既有桩响应的影响；同时结合数值分析，对本文理论方法进行验证。最后分析了新旧桩之间距离和新桩半径对挤土效应引起的既有桩变形和内力的影响。结果表明：桩端约束形式仅影响桩端附近桩身变形；随着新旧桩之间距离的增加，既有桩变形和内力显著减小；随着桩径的增加，既有桩变形和内力均逐渐增大。最后提出采用远离既有桩和采用长细桩的措施来降低新桩施工对既有桩的影响。

为研究免共振沉桩过程对地表振动影响，采用密度放大法以消除模型桩弹性模量过大对计算效率的影响，在有限差分软件FLAC^3D中建立了相应的连续振动沉桩模型，并和文献中的现场测试结果进行了比较，分析了激振力幅值和振动频率这两个施工参数对地表振动响应的影响。结果表明：密度放大法可有效提高数值模拟的计算效率，模拟沉桩7.0倍桩径（4.9 m）所需计算时间约为12.0 h，数值结果较好地模拟了现场测试中免共振沉桩的地表振动影响；激振力幅值和振动频率均主要对近场（水平距离为5.0倍桩径范围内）的地表振动有明显影响；临界沉桩深度与地表振动影响峰值相对应，该深度随水平距离先增大后趋于稳定；激振力幅值对临界沉桩深度的改变不明显，振动频率对远场临界沉桩深度则有较明显影响。

国际贸易的迅速发展，加快了港口工程建设的速度，同时对港口工程的抗震性能提出了更高的要求。高桩码头作为港口工程中最常用的结构型式之一，在我国港口工程建设方面得到了广泛应用。目前对高桩码头的抗震简化分析方法以及桩基特性对高桩码头地震响应的影响方面研究较少。基于此，本文利用开源有限元数值计算平台OpenSees，介绍了高桩码头简化分析方法模型的建立途径，并分析了桩基特性参数对高桩码头关键地震响应量的影响。研究结果表明：钢筋弹性模量对码头桩基的地震响应影响较小，可减少考虑；钢筋的强化阶段对截面达到屈服曲率后的弯矩承载力起主要作用；混凝土抗压强度的增加可降低结构的位移响应峰值；过大或过小的混凝土抗压强度和钢筋屈服强度，都不利于码头结构对地震能量的耗散。

为了揭示黏性土中静压桩贯入过程中桩土界面桩侧土压力的受力特性，依托山东东营某桩工程开展了现场足尺试验，得到了静压桩沉桩过程中桩土界面桩侧土压力随贯入深度的变化规律，分析了贯入过程中不同土层桩侧土压力的分布特性，明确了桩侧土压力在沉桩过程中存在明显的退化效应，探讨了桩土界面桩侧土压力与桩侧上覆土体竖向土压力的比值关系。结果表明：桩土界面桩侧土压力与土层性质密切相关；随着传感器贯入深度的逐渐增加，桩侧土压力逐渐增大，并且增大幅度随土层的不同而不同；在同一贯入深度处，桩土界面桩侧土压力存在明显的退化现象，粉土中的退化幅度明显小于粉质黏土中的退化幅度；同一土层中桩土界面桩侧土压力与桩侧上覆土体竖向土压力的比值为常数，并且粉土中的比值明显大于粉质黏土中的比值。

为探究冻融循环条件下初始含水率对膨胀土偏应力-应变关系和剪切特性的影响，本文对不同初始含水率的非饱和膨胀土进行了不固结不排水三轴剪切试验。结果表明：1）非饱和膨胀土的偏应力-应变曲线的形式随含水率增大由应变软化逐渐转变为应变硬化，偏应力峰值随含水率增大而降低；2）非饱和膨胀土的抗剪强度随初始含水率的增加呈线性下降趋势；3）非饱和膨胀土在第1次冻融循环后偏应力及抗剪强度大幅度下降，在3~7次冻融循环后达到稳定。初始含水率是影响非饱和膨胀土力学性质的主要原因。

为研究层状黏性土在静压桩沉桩过程中桩土界面孔隙水压力的分布规律，依托山东东营某桩基工程开展了现场足尺静压桩试验，分析了桩土界面孔隙水压力的变化规律，探讨了桩土界面超孔隙水压力的分布特征，明确了桩土界面孔隙水压力和超孔隙水压力的消散特性，并结合水力压裂理论和孔穴扩张理论，揭示了沉桩过程中桩土界面沿桩长方向超孔隙水压力的分布形式。试验结果表明：孔隙水压力、超孔隙水压力与土层性质密切相关，二者均在粉土层中增长较慢，在粉质黏土层中增长较快；在同一深度处，两者均存在明显的消散现象，在粉土中的消散程度明显大于粉质黏土中；采用水力压裂理论结合孔穴扩张理论计算的超孔隙水压力沿桩长方向的变化规律与试验值相吻合；桩身贯入深度越大，超孔隙水压力理论计算值与现场实测值越接近。

沿海吹填砂土地基地下水位较高、常含软土夹层，地基处理难度大。为了研究高能级强夯在这类吹填砂土地基上的加固效果，在山东沿海某吹填砂土场地开展6 000和8 000 kN·m能级强夯加固试验。试验结束后分别运用标准贯入试验、静力触探试验、平板载荷试验进行现场检测。通过对比分析了设计要求深度范围内标准贯入试验和静力触探试验，发现夯前夯后标准贯入试验击数和静力触探锥尖试验阻力均明显提升，有效消除了饱和砂土和饱和粉土的液化势；通过平板载荷试验p-s曲线及夯后静力触探锥尖阻力标准值与承载力特征值的关系式，得到夯后砂土地基承载力特征值≥120 kPa，验证了高能级强夯方案的可行性。其次，对软土夹层位置和地下水位高度展开研究，发现软土层会阻碍夯击能传递，减小强夯有效加固深度，且软土层位置不同对强夯加固效果影响程度不同，强夯影响临界范围处存在软土层时，有效加固深度为软土层顶部位置处；对砂土地基进行4 000 kN·m能级强夯试验时，发现未降水强夯后有效加固深度为5 m，降水至地面以下3 m强夯后有效加固深度达到了7 m，提高了加固效果。在高能级强夯研究基础上，对现场吹填砂土地基进行了75万m²的大面积高能级强夯施工，发现处理后地基能够满足建筑用地要求。

为了研究FAST-1新型高强快速锚固剂的锚固性能及最佳锚固长度，通过连续荷载作用下的极限拉拔试验，从多个方面研究了基于FAST-1新型锚固剂的筋-浆-岩体系的黏结性能。研究发现：该新型锚固剂具有早期强度高的特点，24 h即可达到设计强度；其水料比在一定范围内（0.22~0.31）会影响拉拔过程中锚固结构的破坏模式，水料比越小，黏结强度越大，但流动性也越差；锚固剂对岩层的黏结性能大于锚索，增加锚索与浆液固结体的接触面积可有效提高锚固性能。笔者选用拟合效果较好的连续曲线模型求取相对滑移，有效反映不同界面的黏结性能；优选有效的筋-浆长度计算方法，得出锚固长度与锚体长度相关，建议锚固长度取值10.0d~15.0d（d为锚索直径）。

为了解决深厚松散地层预防性治理后竖井井筒缺乏破坏判据问题，用数值极限应变方法分析井筒应变值的变化情况，将井筒中达到极限应变值的单元环向贯通，计算不收敛作为井筒整体破坏判别标准。分别建立了带卸压槽和无卸压槽井筒的数值计算模型，得出地下水水位下降诱发的井筒和周围岩土体的极限应变值。结果表明，井筒周围砂土层先于井筒在181~183 m发生破坏：若地下水水位下降27 m，无泄压槽井筒在181~182 m发生破坏；若地下水水位下降38 m，带卸压槽井筒在182~183 m发生破坏。目前地下水水位下降为20 m，井筒处于安全状态。数值计算卸压槽压缩量与实际监测值一致。

控制边坡在冻融循环中的劣化作用，可保障季节冻土区域膨胀土边坡长期稳定。为确定土工格栅对膨胀土边坡在冻融循环过程中的稳定效果与工程意义，本文开展了膨胀土边坡模型试验，对比冻融过程中边坡内土压力、含水率、位移、温度变化。结果表明：土工格栅可约束膨胀土冻融裂缝，使裂缝发育更为均匀一致，同时减小边坡位移；加筋材料能抑制边坡水分迁移与热传导并减小土压力变化；对膨胀土边坡加筋处理可显著降低含水率波动幅值，从而减小膨胀土受含水率变化引发的胀缩劣化；不同于普通黏土，膨胀土边坡冻融循环中呈现冻缩融胀特点，而边坡加筋可有效提升冻土区膨胀土边坡的冻融稳定性，具有工程应用价值。

在现阶段的岩土工程中，通常采用人工识别的方法来判别岩样种类，不仅耗时长、专业性强，还易受主观因素影响，准确率不理想。随着计算机技术的发展，机器学习逐渐被应用于岩性的自动识别，开启了岩样分类的新路径。本文以重庆市主城区4种典型岩样（泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩和砂岩）的细观图像为研究对象，基于Inception V3卷积网络模型和迁移学习算法，建立了岩样细观图像深度学习模型，并完成了训练学习。结果显示：模型在训练1 000次后，训练集中的分类准确率达到92.77%，验证集中的分类准确率为76.31%。其中，验证集中的砂岩识别准确率为97.28%，泥岩识别准确率为81.85%，泥质砂岩识别准确率为72.59%，砂质泥岩识别准确率为72.35%。与现有的机器学习方法相比，本识别模型不仅可以自动识别岩性极为相近的岩样，而且具有较好的识别准确率、鲁棒性和泛化能力。

为了准确模拟岩体节理的空间分布，评价高放废物地质处置库围岩的稳定性，先通过调查露头节理数据，运用概率统计理论进行节理几何特征模拟，再利用Monte-Carlo法来模拟节理空间分布特征，并以高放废物地质处置新疆预选区天湖地段花岗岩体为研究对象，通过钻孔电视调查不同深度节理几何特征，划分钻孔岩体结构均质区，提出钻孔节理产状、大小、密度的统计方法和计算公式，以均质区建立节理三维网络模型并通过数据对比法进行模型验证。结果表明：1）利用列联表卡方检验和重叠窗口法可将天湖钻孔岩体划分为0~90、120~240、270~360和390~600 m等4个均质区；2）利用SPSS软件以及基于节理直径、迹长和隙宽之间的数量关系得出节理产状服从正态分布，节理直径服从负指数分布；3）通过数据对比法得出模型统计和现场测量的节理平均产状数据相差±3°以内，平均直径相差±1 m以内，平均面密度相差±0.01 m^-2以内，从而验证了Monte-Carlo法建立的节理三维网络模拟的准确性。